- Per molti di questi casi, oltre a una formulazione generale che consente di determinare la direzione del prodotto vettoriale o l'orientamento della base in generale, esistono formulazioni speciali della regola che si adattano particolarmente bene ad ogni situazione specifica (ma molto meno generale).
In linea di principio, di regola, la scelta di una delle due possibili direzioni del vettore assiale è considerata puramente condizionale, ma deve avvenire sempre allo stesso modo affinché il segno non venga confuso nel risultato finale dei calcoli. A questo servono le regole oggetto di questo articolo (permettono di attenersi sempre alla stessa scelta).
Regola generale (principale).
La regola principale, che può essere utilizzata sia nella variante della regola su gimlet (vite) che nella variante della regola mano destraè una regola di selezione della direzione per basi e un prodotto incrociato (o anche per uno dei due, poiché l'uno è determinato direttamente dall'altro). È il principale perché, in linea di principio, è sufficiente per l'uso in tutti i casi al posto di tutte le altre regole, se solo si conosce l'ordine dei fattori nelle formule corrispondenti.
La scelta di una regola per determinare la direzione positiva del prodotto vettoriale e per base positiva(sistemi di coordinate) nello spazio tridimensionale - sono strettamente interconnessi.
Sinistra (nella figura a sinistra) e destra (a destra) Sistemi di coordinate cartesiane (basi sinistra e destra). È consuetudine considerarlo positivo e utilizzare quello giusto per impostazione predefinita (questa è una convenzione generalmente accettata; ma se motivi speciali ti costringono a deviare da questa convenzione, questo dovrebbe essere esplicitamente dichiarato)
Entrambe queste regole sono in linea di principio puramente condizionali, tuttavia, è accettato (almeno se non è esplicitamente affermato il contrario) da considerare, e questo è un accordo generalmente accettato, che positivo è giusta base, e il prodotto vettoriale è definito in modo tale che per una base ortonormale positiva e → x , e → y , e → z (\ displaystyle (\ vec (e)) _ (x), (\ vec (e)) _ (y), (\ vec (e)) _ (z))(base rettangolare coordinate cartesiane con una scala unitaria in tutti gli assi, costituita da vettori unitari in tutti gli assi), vale quanto segue:
e → x × e → y = e → z , (\displaystyle (\vec (e))_(x)\times (\vec (e))_(y)=(\vec (e))_(z ))dove la croce obliqua denota l'operazione di moltiplicazione vettoriale.
Per impostazione predefinita, è comune utilizzare basi positive (e quindi giuste). In linea di principio, è consuetudine utilizzare le basi sinistre principalmente quando usare quella destra è molto scomodo o del tutto impossibile (ad esempio, se la nostra base destra viene riflessa in uno specchio, la riflessione è una base sinistra e non si può fare nulla a proposito).
Pertanto, la regola per il prodotto incrociato e la regola per scegliere (costruire) una base positiva sono reciprocamente coerenti.
Si possono formulare così:
Per prodotto vettoriale
Regola del succhiello (vite) per il prodotto vettoriale: Se disegni i vettori in modo che i loro inizi coincidano e ruoti il primo vettore moltiplicatore nel modo più breve fino al secondo vettore moltiplicatore, il succhiello (vite) ruotando allo stesso modo si avviterà nella direzione del vettore prodotto.
Una variante della regola del succhiello (vite) per il prodotto vettoriale attraverso la lancetta delle ore: Se disegniamo i vettori in modo che le loro origini coincidano e ruotiamo il primo vettore moltiplicatore nel modo più breve al secondo vettore moltiplicatore e guardiamo dall'altro lato in modo che questa rotazione sia per noi in senso orario, il vettore prodotto sarà diretto lontano da noi (avvitare a fondo l'orologio).
Regola della mano destra per prodotti incrociati (prima opzione):
Se disegni i vettori in modo che le loro origini coincidano e ruoti il primo vettore fattore nel modo più breve al secondo vettore fattore e le quattro dita della mano destra mostrano il senso di rotazione (come se coprissero un cilindro rotante), allora il il pollice sporgente mostrerà la direzione del vettore prodotto.
Regola della mano destra per prodotto vettoriale (seconda opzione):
A → × b → = c → (\displaystyle (\vec (a))\times (\vec (b))=(\vec (c)))
Se disegni i vettori in modo che i loro inizi coincidano e il primo (pollice) della mano destra sia diretto lungo il primo vettore moltiplicatore, il secondo (indice) lungo il secondo vettore moltiplicatore, quindi il terzo (centro) mostrerà (approssimativamente ) la direzione del vettore del prodotto (vedi . immagine).
Per quanto riguarda l'elettrodinamica, la corrente (I) è diretta lungo il pollice, il vettore di induzione magnetica (B) è diretto lungo il dito indice e la forza (F) sarà diretta lungo il dito medio. Dal punto di vista mnemonico, la regola è facile da ricordare per la sigla FBI (force, induction, current o Federal Bureau of Investigation (FBI) tradotto dall'inglese) e la posizione delle dita, che ricorda una pistola.
Per basi
Tutte queste regole possono, ovviamente, essere riscritte per determinare l'orientamento delle basi. Riscriviamone solo due: Regola della mano destra per base:
x, y, z - sistema di coordinate destro.
Se nella base e x , e y , e z (\ displaystyle e_ (x), e_ (y), e_ (z))(costituito da vettori lungo gli assi x, y, z) dirigere il primo dito (pollice) della mano destra lungo il primo vettore di base (cioè lungo l'asse X), il secondo (indice) - lungo il secondo (cioè lungo l'asse y), e il terzo (al centro) sarà diretto (approssimativamente) nella direzione del terzo (lungo z), allora questa è una base giusta(come mostrato nell'immagine).
Regola del succhiello (vite) per la base: Se ruoti il succhiello e i vettori in modo che il primo vettore di base tenda al secondo nel modo più breve, il succhiello (vite) si avviterà nella direzione del terzo vettore di base, se questa è la base giusta.
- Tutto ciò, ovviamente, corrisponde all'estensione della solita regola per scegliere la direzione delle coordinate sul piano (x - a destra, y - su, z - su di noi). Quest'ultima può essere un'altra regola mnemonica, in linea di principio in grado di sostituire la regola di un succhiello, della mano destra, ecc. (tuttavia, utilizzarla probabilmente a volte richiede una certa immaginazione spaziale, poiché bisogna ruotare mentalmente le coordinate disegnate nel modo consueto fino a quando non coincidono con la base, di cui vogliamo determinare l'orientamento, e può essere ruotato in qualsiasi modo).
Dichiarazioni della regola del succhiello (vite) o della regola della mano destra per casi speciali
È stato menzionato sopra che tutte le varie formulazioni della regola del succhiello (vite) o della regola della mano destra (e altre regole simili), comprese tutte menzionate di seguito, non sono necessarie. Non è necessario conoscerli se si conosce (almeno in una delle opzioni) la regola generale sopra descritta e si conosce l'ordine dei fattori nelle formule contenenti un prodotto vettoriale.
Tuttavia, molte delle regole descritte di seguito si adattano bene a casi speciali della loro applicazione e quindi può essere molto conveniente e facile determinare rapidamente la direzione dei vettori in questi casi.
Regola della mano destra o del succhiello (vite) per la rotazione meccanica della velocità
Regola della mano destra o succhiello (vite) per la velocità angolare
La regola della mano destra o succhiello (vite) per il momento delle forze
M → = ∑ io [ r → io × F → io ] (\displaystyle (\vec (M))=\sum _(i)[(\vec (r))_(i)\times (\vec (F ))_(io)])(dove F → io (\ displaystyle (\ vec (F)) _ (i))è la forza applicata a io-oh punto del corpo, r → io (\ displaystyle (\ vec (r)) _ (i))- vettore raggio, × (\ displaystyle \ volte )- segno di moltiplicazione vettoriale),
anche le regole sono generalmente simili, ma le formuliamo esplicitamente.
Regola del succhiello (vite): Se si ruota la vite (succhiello) nella direzione in cui le forze tendono a ruotare il corpo, la vite si avviterà (o sviterà) nella direzione in cui è diretto il momento di queste forze.
Regola della mano destra: Se immaginiamo di prendere il corpo con la mano destra e di provare a ruotarlo nella direzione in cui puntano quattro dita (le forze che cercano di girare il corpo sono dirette nella direzione di queste dita), allora il pollice sporgente mostrerà nella direzione in cui è diretta la coppia (il momento di queste forze).
Regola della mano destra e succhiello (vite) in magnetostatica ed elettrodinamica
Per induzione magnetica (legge di Biot-Savart)
Regola del succhiello (vite).: Se la direzione del movimento di traslazione del succhiello (vite) coincide con la direzione della corrente nel conduttore, la direzione di rotazione dell'impugnatura del succhiello coincide con la direzione del vettore di induzione magnetica del campo creato da questa corrente.
Regola della mano destra: Se afferri il conduttore con la mano destra in modo che il pollice sporgente indichi la direzione della corrente, le dita rimanenti mostreranno la direzione delle buste del conduttore delle linee di induzione magnetica del campo create da questa corrente e da qui la direzione del vettore di induzione magnetica diretta ovunque tangenzialmente a queste linee.
Per solenoideè formulato come segue: Se si afferra il solenoide con il palmo della mano destra in modo che quattro dita siano dirette lungo la corrente nei giri, allora il pollice messo da parte mostrerà la direzione delle linee campo magnetico all'interno del solenoide.
Per la corrente in un conduttore che si muove in un campo magnetico
Regola della mano destra: Se il palmo della mano destra è posizionato in modo da includere le linee di forza del campo magnetico e il pollice piegato è diretto lungo il movimento del conduttore, quattro dita tese indicheranno la direzione della corrente di induzione.
Per coloro che non erano bravi in fisica a scuola, la regola del succhiello è ancora oggi una vera e propria “terra incognita”. Soprattutto se si cerca di trovare la definizione di una legge ben nota sul Web: i motori di ricerca emetteranno subito un sacco di insidiose spiegazioni scientifiche con schemi complessi. Tuttavia, è del tutto possibile spiegare brevemente e chiaramente in cosa consiste.
Qual è la regola del succhiello
Succhiello: uno strumento per praticare fori
Suona così: nei casi in cui la direzione del succhiello coincide con la direzione della corrente nel conduttore durante i movimenti di traslazione, anche il senso di rotazione dell'impugnatura del succhiello sarà identico ad esso.
Alla ricerca di indicazioni
Per capire, devi ancora ricordare lezioni scolastiche. Su di loro, gli insegnanti di fisica ci hanno detto che la corrente elettrica è movimento particelle elementari, che portano la loro carica lungo il materiale conduttivo. A causa della sorgente, il movimento delle particelle nel conduttore è diretto. Il movimento, come sai, è vita, e quindi attorno al conduttore non c'è altro che un campo magnetico, e anche esso ruota. Ma come?
È questa regola che dà la risposta (senza utilizzare strumenti speciali) e il risultato risulta essere molto prezioso, perché, a seconda della direzione del campo magnetico, una coppia di conduttori iniziano ad agire secondo scenari completamente diversi: o si respingono o, al contrario, si precipitano verso.
Utilizzo
Il modo più semplice per determinare il percorso di movimento delle linee del campo magnetico è applicare la regola del succhiello
Puoi immaginarlo in questo modo, usando l'esempio della tua mano destra e del filo più ordinario. Mettiamo il filo nelle nostre mani. Stringi quattro dita strettamente a pugno. Il pollice punta verso l'alto, come un gesto che usiamo per mostrare che qualcosa ci piace. In questo "layout", il pollice indicherà chiaramente la direzione della corrente, mentre gli altri quattro - il percorso di movimento delle linee del campo magnetico.
La regola è abbastanza applicabile nella vita. I fisici ne hanno bisogno per determinare la direzione del campo magnetico della corrente, calcolare la rotazione meccanica della velocità, il vettore dell'induzione magnetica e il momento delle forze.
A proposito, sul fatto che la regola si applica di più situazioni diverse Dice anche che ci sono diverse interpretazioni contemporaneamente, a seconda del caso in esame.
- questo è un tipo speciale di materia, attraverso la quale viene effettuata l'interazione tra particelle cariche elettricamente in movimento.
PROPRIETA' DI UN CAMPO MAGNETICO (FISSO).
Permanente (o stazionario) Un campo magnetico è un campo magnetico che non cambia nel tempo.
1. Campo magnetico creato particelle e corpi carichi in movimento, conduttori con corrente, magneti permanenti.
2. Campo magnetico valido su corpi e particelle cariche in movimento, su conduttori con corrente, su magneti permanenti, su telaio con corrente.
3. Campo magnetico vortice, cioè. non ha fonte.
sono le forze con cui i conduttori che trasportano corrente agiscono l'uno sull'altro.
. 
è la forza caratteristica del campo magnetico.
Il vettore di induzione magnetica è sempre diretto nello stesso modo in cui un ago magnetico che ruota liberamente è orientato in un campo magnetico.
L'unità di misura dell'induzione magnetica nel sistema SI:
LINEE DI INDUZIONE MAGNETICA
- queste sono rette, tangenti alle quali in ogni punto è il vettore di induzione magnetica.
Campo magnetico uniforme- questo è un campo magnetico, in cui in uno qualsiasi dei suoi punti il vettore di induzione magnetica è invariato in grandezza e direzione; osservato tra le piastre di un condensatore piatto, all'interno di un solenoide (se il suo diametro è molto inferiore alla sua lunghezza) o all'interno di una barra magnetica.
Campo magnetico di un conduttore rettilineo con corrente:
dov'è la direzione della corrente nel conduttore su di noi perpendicolare al piano del foglio,
- la direzione della corrente nel conduttore da noi è perpendicolare al piano del foglio.
Campo magnetico solenoide:
Campo magnetico della barra magnetica:
- simile al campo magnetico del solenoide.
PROPRIETA' DELLE LINEE DI INDUZIONE MAGNETICHE
- avere una direzione
- continuo;
-chiuso (cioè il campo magnetico è a vortice);
- non si intersecano;
- in base alla loro densità si giudica l'entità dell'induzione magnetica.
DIREZIONE DELLE LINEE DI INDUZIONE MAGNETICA
- è determinato dalla regola del succhiello o dalla regola della mano destra.
Regola del succhiello (principalmente per un conduttore diritto con corrente):
Se la direzione del movimento di traslazione del succhiello coincide con la direzione della corrente nel conduttore, la direzione di rotazione della maniglia del succhiello coincide con la direzione delle linee del campo magnetico della corrente.
Regola della mano destra (principalmente per determinare la direzione delle linee magnetiche
all'interno del solenoide):
Se si afferra il solenoide con il palmo della mano destra in modo che quattro dita siano dirette lungo la corrente nei giri, il pollice messo da parte mostrerà la direzione delle linee del campo magnetico all'interno del solenoide.
Ci sono altri opzioni possibili applicando le regole del succhiello e della mano destra.
è la forza con cui un campo magnetico agisce su un conduttore percorso da corrente.
Modulo di amperaggio è uguale al prodotto intensità di corrente nel conduttore sul modulo del vettore di induzione magnetica, la lunghezza del conduttore e il seno dell'angolo tra il vettore di induzione magnetica e la direzione della corrente nel conduttore.
La forza Ampere è massima se il vettore di induzione magnetica è perpendicolare al conduttore.
Se il vettore di induzione magnetica è parallelo al conduttore, il campo magnetico non ha alcun effetto sul conduttore con la corrente, ad es. La forza di Ampere è zero.
La direzione della forza Ampere è determinata da regola della mano sinistra:
Se la mano sinistra è posizionata in modo che la componente del vettore di induzione magnetica perpendicolare al conduttore entri nel palmo e 4 dita tese sono dirette nella direzione della corrente, il pollice piegato di 90 gradi mostrerà la direzione della forza che agisce sul conduttore con corrente.
o 
AZIONE DI UN CAMPO MAGNETICO SU UN ANELLO CON UNA CORRENTE
Un campo magnetico uniforme orienta il telaio (ovvero, viene creata una coppia e il telaio ruota in una posizione in cui il vettore di induzione magnetica è perpendicolare al piano del telaio).
Un campo magnetico disomogeneo orienta + attrae o respinge il telaio con la corrente.
Quindi, nel campo magnetico di un conduttore percorso da corrente continua (non è uniforme), il telaio percorso da corrente è orientato lungo il raggio della linea magnetica ed è attratto o respinto dal conduttore percorso da corrente continua, a seconda di la direzione delle correnti.
Ricorda l'argomento "Fenomeni elettromagnetici" per il grado 8:
class-fizika.narod.ru
L'effetto di un campo magnetico su una corrente. Regola della mano sinistra.
Mettiamo un conduttore tra i poli di un magnete, attraverso il quale scorre una corrente costante. elettricità. Noteremo immediatamente che il conduttore verrà spinto fuori dallo spazio interpolare dal campo del magnete.
Questo può essere spiegato come segue. Intorno al conduttore con corrente (Figura 1.) Forma il proprio campo magnetico, le cui linee di forza su un lato del conduttore sono dirette allo stesso modo delle linee di forza del magnete e sull'altro lato del conduttore - nella direzione opposta. Di conseguenza, su un lato del conduttore (in alto in Figura 1) il campo magnetico risulta concentrato e sull'altro lato (in basso in Figura 1) è rarefatto. Pertanto, il conduttore subisce una forza che preme su di esso. E se il conduttore non è fisso, si muoverà.
Figura 1. Effetto di un campo magnetico sulla corrente.
regola della mano sinistra
Per determinare rapidamente la direzione del movimento di un conduttore con corrente in un campo magnetico, esiste un cosiddetto regola della mano sinistra(figura 2.).
Figura 2. Regola della mano sinistra.
La regola della mano sinistra è la seguente: se metti la mano sinistra tra i poli del magnete in modo che le linee di forza magnetiche entrino nel palmo e le quattro dita della mano coincidano con la direzione della corrente nel conduttore , quindi il pollice indicherà la direzione di movimento del conduttore.
Quindi, su un conduttore attraverso il quale scorre una corrente elettrica, agisce una forza che tende a spostarlo perpendicolarmente alle linee di forza magnetiche. Empiricamente, puoi determinare l'entità di questa forza. Si scopre che la forza con cui il campo magnetico agisce su un conduttore percorso da corrente è direttamente proporzionale alla forza della corrente nel conduttore e alla lunghezza di quella parte del conduttore che si trova nel campo magnetico (Figura 3 a sinistra) .
Questa regola è vera se il conduttore si trova ad angolo retto rispetto alle linee di forza magnetiche.
Figura 3. La forza dell'interazione del campo magnetico e della corrente.
Se il conduttore non si trova ad angolo retto rispetto alle linee del campo magnetico, ma, ad esempio, come mostrato nella Figura 3 a destra, la forza che agisce sul conduttore sarà proporzionale alla forza di corrente nel conduttore e alla lunghezza di la proiezione della parte del conduttore situata nel campo magnetico, su un piano perpendicolare alle linee di forza magnetiche. Ne consegue che se il conduttore è parallelo alle linee di forza magnetiche, allora la forza che agisce su di esso è zero. Se il conduttore è perpendicolare alla direzione delle linee del campo magnetico, la forza che agisce su di esso raggiunge il suo valore massimo.
La forza che agisce su un conduttore con corrente dipende anche dall'induzione magnetica. Più dense sono le linee del campo magnetico, maggiore è la forza che agisce sul conduttore di corrente.
Riassumendo tutto quanto sopra, possiamo esprimere l'azione di un campo magnetico su un conduttore percorso da corrente con la seguente regola:
La forza che agisce su un conduttore con corrente è direttamente proporzionale all'induzione magnetica, alla forza della corrente nel conduttore e alla lunghezza della proiezione della parte di conduttore situata nel campo magnetico su un piano perpendicolare al flusso magnetico.
Va notato che l'effetto del campo magnetico sulla corrente non dipende dalla sostanza del conduttore, né dalla sua sezione trasversale. L'effetto di un campo magnetico su una corrente può essere osservato anche in assenza di un conduttore, facendo passare, ad esempio, un flusso di elettroni in rapido movimento tra i poli di un magnete.
L'azione di un campo magnetico su una corrente è ampiamente utilizzata nella scienza e nella tecnologia. L'uso di questa azione si basa sul dispositivo di motori elettrici che convertono l'energia elettrica in energia meccanica, sul dispositivo di dispositivi magnetoelettrici per misurare la tensione e la forza della corrente, altoparlanti elettrodinamici che trasformano le vibrazioni elettriche in suono, speciali tubi radio - magnetron, raggi catodici tubi, ecc. Con l'azione di un campo magnetico la corrente viene utilizzata per misurare la massa e la carica di un elettrone e persino per studiare la struttura della materia.
Regola della mano destra
Quando un conduttore si muove in un campo magnetico, si crea un movimento diretto di elettroni, cioè una corrente elettrica, dovuta al fenomeno dell'induzione elettromagnetica.
Per determinare direzioni di movimento degli elettroni Usiamo la famosa regola della mano sinistra.
Se, ad esempio, un conduttore posizionato perpendicolarmente al disegno (Figura 1) si muove insieme agli elettroni in esso contenuti dall'alto verso il basso, questo movimento di elettroni sarà equivalente a una corrente elettrica diretta dal basso verso l'alto. Se contemporaneamente il campo magnetico in cui si muove il conduttore è diretto da sinistra a destra, allora per determinare la direzione della forza che agisce sugli elettroni, dovremo mettere la mano sinistra con il palmo a sinistra in modo che il le linee di forza magnetiche entrano nel palmo e con quattro dita in alto (contro la direzione del movimento conduttore, cioè nella direzione della "corrente"); quindi la direzione del pollice ci mostrerà che gli elettroni nel conduttore saranno influenzati da una forza diretta da noi al disegno. Di conseguenza, il movimento degli elettroni avverrà lungo il conduttore, cioè da noi al disegno, e la corrente di induzione nel conduttore sarà diretta dal disegno a noi.
Immagine 1. Il meccanismo dell'induzione elettromagnetica. Muovendo il conduttore, muoviamo insieme al conduttore tutti gli elettroni in esso contenuti e quando ci muoviamo in un campo magnetico cariche elettriche la forza agirà su di loro secondo la regola della mano sinistra.
Tuttavia, la regola della mano sinistra, da noi applicata solo per spiegare il fenomeno dell'induzione elettromagnetica, si rivela in pratica scomoda. In pratica viene determinata la direzione della corrente di induzione regola della mano destra(Figura 2).
Figura 2. Regola della mano destra. La mano destra è girata con il palmo verso le linee di forza magnetiche, il pollice è diretto nella direzione del movimento del conduttore e quattro dita mostrano in quale direzione scorre la corrente di induzione.
Regola della mano destra è questo, se metti la mano destra in un campo magnetico in modo che le linee di forza magnetiche entrino nel palmo e il pollice indichi la direzione del movimento del conduttore, le restanti quattro dita mostreranno la direzione della corrente di induzione che si verifica nel conduttore.
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La direzione della corrente e la direzione delle linee del suo campo magnetico. Regola della mano sinistra. Insegnante di fisica: Murnaeva Ekaterina Alexandrovna. - presentazione
Presentazione sull'argomento: » La direzione della corrente e la direzione delle linee del suo campo magnetico. Regola della mano sinistra. Insegnante di fisica: Murnaeva Ekaterina Alexandrovna. - Trascrizione:
1 La direzione della corrente e la direzione delle linee del suo campo magnetico. Regola della mano sinistra. Insegnante di fisica: Murnaeva Ekaterina Alexandrovna
2 Metodi per determinare la direzione di una linea magnetica Determinare la direzione di una linea magnetica Usando un ago magnetico Secondo la regola del Gimlet o secondo la regola della mano destra Secondo la regola della mano sinistra
3 Direzione delle linee magnetiche
4 Regola della mano destra Afferra il solenoide con il palmo della mano destra, puntando quattro dita nella direzione della corrente nelle bobine, quindi il pollice sinistro mostrerà la direzione delle linee del campo magnetico all'interno del solenoide
5 Regola del succhiello
6 BB B In che direzione scorre la corrente nel conduttore? in alto sbagliato in basso a destra in alto a destra in basso sbagliato a sinistra sbagliato a destra a destra
7 Come è diretto il vettore di induzione magnetica al centro della corrente circolare? + – su sbagliato giù a destra + – su destra giù sbagliato + – destra destra sinistra sbagliato _ + destra sbagliato sinistra destra
8 Regola della mano sinistra Se la mano sinistra è posizionata in modo che le linee del campo magnetico entrino nel palmo perpendicolarmente ad esso e quattro dita sono dirette lungo la corrente, allora il pollice messo da parte di 90° indicherà la direzione della forza che agisce sul conduttore.
9 Applicazione L'azione di orientamento dell'MP sul circuito con la corrente è utilizzata negli strumenti di misura elettrici: 1) motori elettrici 2) altoparlante elettrodinamico (altoparlante) 3) sistema magnetoelettrico - amperometri e voltmetri
10 Tre installazioni di dispositivi sono assemblate secondo gli schemi mostrati in figura. In quale di questi: a, b o c - il telaio ruoterà attorno all'asse se il circuito è chiuso?
11 11 Vengono assemblate tre installazioni di dispositivi a, b, c. In quale di esse si muoverà il conduttore AB se la chiave K è chiusa?
12 Nella situazione mostrata in figura, l'azione della forza Ampère è diretta: A. Su B. Giù C. Sinistra D. Destra
13 Nella situazione mostrata in figura, l'azione della forza Ampere è diretta: A. Su B. Giù C. Sinistra D. Destra
14 Nella situazione mostrata in figura, l'azione della forza Ampère è diretta: A. Su B. Giù C. Sinistra D. Destra
15 Dalla figura, determinare come sono dirette le linee magnetiche del campo magnetico in corrente continua A. In senso orario B. In senso antiorario
16 Quali poli magnetici sono mostrati in figura? A. 1 nord, 2 sud B. 1 sud, 2 sud C. 1 sud, 2 nord D. 1 nord, 2 nord
17 Il magnete d'acciaio è stato rotto in tre pezzi. Le estremità A e B saranno magnetiche? A. Non lo faranno B. L'estremità A ha un polo nord magnetico, C ha un polo sud C. L'estremità C ha un polo nord magnetico, A ha uno sud
18 Dalla figura, determinare come sono dirette le linee magnetiche della corrente continua MP. A. In senso orario B. In senso antiorario
19 Quale delle figure mostra correttamente la posizione dell'ago magnetico nel campo magnetico di un magnete permanente? A B C D
20 §§45,46. Esercizio 35, 36. Compiti a casa:
Direzione dell'attuale regola della mano sinistra
Se il conduttore attraverso il quale passa la corrente elettrica viene introdotto in un campo magnetico, a causa dell'interazione del campo magnetico e del conduttore con la corrente, il conduttore si muoverà in una direzione o nell'altra.
La direzione del movimento del conduttore dipende dalla direzione della corrente in esso contenuta e dalla direzione delle linee del campo magnetico.
Assumiamo che nel campo magnetico di un magnete N
S
c'è un conduttore posizionato perpendicolarmente al piano della figura; la corrente scorre attraverso il conduttore nella direzione da noi oltre il piano della figura.
La corrente che scorre dal piano della figura all'osservatore è convenzionalmente indicata da un punto e la corrente che scorre oltre il piano della figura dall'osservatore è indicata da una croce.
Il movimento di un conduttore con corrente in un campo magnetico
1
- campo magnetico dei poli e corrente del conduttore,
2
è il campo magnetico risultante.
Sempre tutto ciò che esce nelle immagini è indicato da una croce,
e diretto allo spettatore - un punto.
Sotto l'azione di una corrente attorno al conduttore, si forma il proprio campo magnetico (Fig. 1
.
Applicando la regola del gimlet, è facile verificare che nel caso in esame la direzione delle linee magnetiche di questo campo coincida con la direzione del movimento in senso orario.
Quando il campo magnetico del magnete interagisce con il campo creato dalla corrente, si forma il campo magnetico risultante, mostrato in Fig. 2
.
La densità delle linee magnetiche del campo risultante su entrambi i lati del conduttore è diversa. A destra del conduttore, i campi magnetici, avendo la stessa direzione, si sommano, ea sinistra, essendo diretti in modo opposto, si annullano parzialmente a vicenda.
Pertanto sul conduttore agirà una forza maggiore a destra e minore a sinistra. Sotto l'azione di una forza maggiore, il conduttore si muoverà nella direzione della forza F.
La modifica della direzione della corrente nel conduttore cambierà la direzione delle linee magnetiche attorno ad esso, di conseguenza cambierà anche la direzione del movimento del conduttore.
Per determinare la direzione del movimento di un conduttore in un campo magnetico, è possibile utilizzare la regola della mano sinistra, che è formulata come segue:
Se la mano sinistra è posizionata in modo che le linee magnetiche forino il palmo e le quattro dita tese indichino la direzione della corrente nel conduttore, il pollice piegato indicherà la direzione del movimento del conduttore.
La forza che agisce su un conduttore percorso da corrente in un campo magnetico dipende sia dalla corrente nel conduttore che dall'intensità del campo magnetico.
La principale grandezza che caratterizza l'intensità del campo magnetico è l'induzione magnetica A . L'unità di misura dell'induzione magnetica è tesla ( Tl=Vs/m2 ).
L'induzione magnetica può essere giudicata dall'intensità del campo magnetico su un conduttore che trasporta corrente posizionato in questo campo. Se il conduttore è lungo 1 m e con corrente 1 A , situato perpendicolarmente alle linee magnetiche in un campo magnetico uniforme, agisce una forza 1 n (Newton), allora l'induzione magnetica di un tale campo è uguale a 1 T (tesla).
L'induzione magnetica è una grandezza vettoriale, la sua direzione coincide con la direzione delle linee magnetiche e in ogni punto del campo il vettore di induzione magnetica è diretto tangenzialmente alla linea magnetica.
Forza F
, agendo su un conduttore con corrente in un campo magnetico, è proporzionale all'induzione magnetica A
, corrente nel conduttore io
e lunghezza del conduttore l
, cioè.
F=BIl
.
Questa formula è vera solo se il conduttore percorso da corrente si trova perpendicolare alle linee magnetiche di un campo magnetico uniforme.
Se un conduttore con corrente è in un campo magnetico con qualsiasi angolo un
rispetto alle linee magnetiche, allora la forza è uguale a:
F=BIl peccato a
.
Se il conduttore è posizionato lungo linee magnetiche, allora la forza F
diventa zero perché a=0 .
(Dettagli e comprensibili nel video corso "Into the World of Electricity - Like for the first time!")
Questo è un tipo speciale di materia, attraverso la quale viene effettuata l'interazione tra particelle cariche elettricamente in movimento.
Proprietà di un campo magnetico stazionario
Permanente (o stazionario) Un campo magnetico è un campo magnetico che non cambia nel tempo.
1. Campo magnetico creato particelle e corpi carichi in movimento, conduttori con corrente, magneti permanenti.
2. Campo magnetico valido su corpi e particelle cariche in movimento, su conduttori con corrente, su magneti permanenti, su telaio con corrente.
3. Campo magnetico vortice, cioè. non ha fonte.
Forze magnetiche
Queste sono le forze con cui i conduttori che trasportano corrente agiscono l'uno sull'altro.
..................
Induzione magnetica
Questa è la caratteristica di potenza del campo magnetico.
Il vettore di induzione magnetica è sempre diretto nello stesso modo in cui un ago magnetico che ruota liberamente è orientato in un campo magnetico.
L'unità di misura dell'induzione magnetica nel sistema SI:
Linee di induzione magnetica
Queste sono rette, tangenti alle quali in ogni punto è il vettore dell'induzione magnetica.
Campo magnetico uniforme- questo è un campo magnetico, in cui in uno qualsiasi dei suoi punti il vettore di induzione magnetica è invariato in grandezza e direzione; osservato tra le piastre di un condensatore piatto, all'interno di un solenoide (se il suo diametro è molto inferiore alla sua lunghezza) o all'interno di una barra magnetica.
Campo magnetico di un conduttore rettilineo con corrente:
La direzione della corrente nel conduttore su di noi è perpendicolare al piano del foglio,
La direzione della corrente nel conduttore da noi è perpendicolare al piano del foglio.
Campo magnetico solenoide:
Campo magnetico della barra magnetica:
Simile al campo magnetico di un solenoide.
Proprietà delle linee di induzione magnetica
Avere una direzione;
- continuo;
-chiuso (cioè il campo magnetico è a vortice);
- non si intersecano;
- in base alla loro densità si giudica l'entità dell'induzione magnetica.
Direzione delle linee di induzione magnetica
È determinato dalla regola del succhiello o dalla regola della mano destra.
Regola del succhiello (principalmente per un conduttore diritto con corrente):
Se la direzione del movimento di traslazione del succhiello coincide con la direzione della corrente nel conduttore, la direzione di rotazione della maniglia del succhiello coincide con la direzione delle linee del campo magnetico della corrente.
Regola della mano destra
(principalmente per determinare la direzione delle linee magnetiche
all'interno del solenoide):
Se si afferra il solenoide con il palmo della mano destra in modo che quattro dita siano dirette lungo la corrente nei giri, il pollice messo da parte mostrerà la direzione delle linee del campo magnetico all'interno del solenoide.
Ci sono altre possibili applicazioni delle regole del succhiello e della mano destra.
Potenza dell'amplificatore
Questa è la forza con cui un campo magnetico agisce su un conduttore percorso da corrente.
Il modulo di forza Ampere è uguale al prodotto della forza della corrente nel conduttore e il modulo del vettore di induzione magnetica, la lunghezza del conduttore e il seno dell'angolo tra il vettore di induzione magnetica e la direzione della corrente nel conduttore .
La forza Ampere è massima se il vettore di induzione magnetica è perpendicolare al conduttore.
Se il vettore di induzione magnetica è parallelo al conduttore, il campo magnetico non ha alcun effetto sul conduttore con la corrente, ad es. l'amperaggio è zero
Direzione dell'amperaggio determinato da regola della mano sinistra:
Se la mano sinistra è posizionata in modo che la componente del vettore di induzione magnetica perpendicolare al conduttore entri nel palmo e 4 dita tese sono dirette nella direzione della corrente, il pollice piegato di 90 gradi mostrerà la direzione della forza che agisce sul conduttore con corrente.
o 
L'azione di un campo magnetico su un anello con corrente
La regola del gimlet è una dimostrazione semplificata con una sola mano della corretta moltiplicazione di due vettori. La geometria del corso scolastico implica che gli studenti siano consapevoli del prodotto scalare. In fisica si trova spesso il vettore.
Concetto di vettore
Riteniamo che non abbia senso interpretare la regola del gimlet in assenza di conoscenza della definizione del vettore. È necessario aprire una bottiglia: la conoscenza delle azioni corrette aiuterà. Un vettore è un'astrazione matematica che in realtà non esiste, che mostra i segni indicati:
- Un segmento diretto, indicato da una freccia.
- Il punto di partenza sarà il punto di azione della forza descritta dal vettore.
- La lunghezza del vettore è uguale al modulo di forza, campo e altre quantità descritte.
Non sempre influiscono sulla forza. Il campo è descritto da vettori. L'esempio più semplice mostra agli scolari insegnanti di fisica. Intendiamo linee di intensità del campo magnetico. Lungo, i vettori sono solitamente tracciati lungo una tangente. Nelle illustrazioni dell'azione su un conduttore con corrente, vedrai delle linee rette.
regola del succhiello
Le quantità vettoriali sono spesso private di un luogo di applicazione, i centri di azione sono scelti di comune accordo. Il momento di forza deriva dall'asse della spalla. Necessario per semplificare l'addizione. Diciamo che leve di diversa lunghezza risentono di forze disuguali applicate ai bracci con asse comune. Per semplice addizione, sottrazione dei momenti troviamo il risultato.
I vettori aiutano a risolvere molti problemi quotidiani e, sebbene agiscano come astrazioni matematiche, agiscono nella realtà. Sulla base di una serie di regolarità, è possibile prevedere il comportamento futuro di un oggetto insieme a valori scalari: dimensione della popolazione, temperatura ambiente. Gli ecologisti sono interessati alle direzioni, alla velocità di volo degli uccelli. Lo spostamento è una quantità vettoriale.
La regola del succhiello aiuta a trovare il prodotto incrociato dei vettori. Questa non è una tautologia. È solo che anche il risultato dell'azione sarà un vettore. La regola del gimlet descrive la direzione in cui punterà la freccia. Per quanto riguarda il modulo, è necessario applicare le formule. La regola del succhiello è un'astrazione puramente qualitativa semplificata di una complessa operazione matematica.
Geometria analitica nello spazio
Tutti conoscono il problema: stando su un lato del fiume, determinare la larghezza del canale. Sembra incomprensibile alla mente, può essere risolto in un batter d'occhio usando i metodi della geometria più semplice che studiano gli scolari. Facciamo alcuni semplici passaggi:
- Segna sulla sponda opposta un punto di riferimento prominente, un punto immaginario: un tronco d'albero, la foce di un ruscello che sfocia in un ruscello.
- Ad angolo retto rispetto alla linea della sponda opposta, fai una tacca su questo lato del canale.
- Trova un luogo da cui il punto di riferimento sia visibile con un angolo di 45 gradi rispetto alla riva.
- La larghezza del fiume è uguale alla distanza del punto finale dalla tacca.
Determinazione della larghezza di un fiume usando il metodo della somiglianza del triangolo
Usiamo la tangente di un angolo. Non devono essere 45 gradi. È necessaria una maggiore precisione: è meglio prendere un angolo acuto. È solo che la tangente di 45 gradi è uguale a uno, la soluzione del problema è semplificata.
Allo stesso modo, è possibile trovare risposte a domande scottanti. Anche nel microcosmo controllato dagli elettroni. Una cosa si può dire inequivocabilmente: per chi non lo sapesse, la regola del succhiello, il prodotto vettoriale dei vettori, sembra noiosa, noiosa. Uno strumento utile che aiuta a comprendere molti processi. La maggior parte sarà interessata al principio di funzionamento di un motore elettrico (indipendentemente dal design). Può essere facilmente spiegato usando la regola della mano sinistra.
In molti rami della scienza, due regole vanno fianco a fianco: mano sinistra, mano destra. Un prodotto vettoriale a volte può essere descritto in un modo o nell'altro. Sembra vago, consideriamo subito un esempio:
- Diciamo che un elettrone si sta muovendo. Una particella carica negativamente viaggia attraverso un campo magnetico costante. Ovviamente, la traiettoria sarà curva a causa della forza di Lorentz. gli scettici sosterranno che, secondo alcuni scienziati, l'elettrone non è una particella, ma piuttosto una sovrapposizione di campi. Ma il principio di indeterminazione di Heisenberg sarà considerato un'altra volta. Quindi l'elettrone si sta muovendo:
Dopo aver posizionato la mano destra in modo che il vettore del campo magnetico entrasse nel palmo perpendicolarmente, le dita tese indicavano la direzione del volo delle particelle, il pollice piegato di 90 gradi di lato si sarebbe allungato nella direzione della forza. La regola della mano destra, che è un'altra espressione della regola del succhiello. Parole-sinonimi. Suona diverso, ma in realtà è lo stesso.
- Ecco una frase di Wikipedia che sa di stranezza. Quando viene riflessa in uno specchio, la tripla destra dei vettori diventa sinistra, quindi è necessario applicare la regola della mano sinistra anziché della destra. Un elettrone volava in una direzione, secondo i metodi adottati in fisica, la corrente si muove nella direzione opposta. Come se fosse riflessa in uno specchio, quindi la forza di Lorentz è già determinata dalla regola della mano sinistra:
Se la mano sinistra è posizionata in modo che il vettore del campo magnetico entri nel palmo perpendicolarmente, le dita tese indicano la direzione del flusso di corrente elettrica, il pollice piegato di 90 gradi di lato si allungherà, indicando il vettore della forza.
Vedi, le situazioni sono simili, le regole sono semplici. Come ricordare quale usare? Il principale principio di indeterminazione della fisica. Il prodotto incrociato viene calcolato in molti casi e si applica una sola regola.
Quale regola applicare
Sinonimi: mano, vite, succhiello
Per prima cosa, analizziamo le parole sinonimi, molti hanno cominciato a chiedersi: se qui la narrazione deve toccare il succhiello, perché il testo tocca costantemente le mani. Introduciamo il concetto di tripla destra, sistema giusto coordinate. Totale, 5 parole-sinonimi.
Era necessario scoprire il prodotto incrociato dei vettori, si è scoperto: non lo passano a scuola. Chiariamo la situazione per gli studenti curiosi.
Sistema di coordinate cartesiano
Gli orari scolastici sulla lavagna si inseriscono sistema cartesiano Coordinate X-Y. L'asse orizzontale (la parte positiva) punta a destra - si spera quello verticale - punta in alto. Facciamo un passo, ottenendo i tre giusti. Immagina: l'asse Z guarda dall'origine alla classe Ora gli studenti conoscono la definizione della tripla destra dei vettori.
Wikipedia dice: è consentito prendere le triple di sinistra, quelle di destra, quando si calcola il prodotto incrociato, non sono d'accordo. Usmanov è categorico in questo senso. Con il permesso di Alexander Evgenievich, diamo una definizione esatta: un prodotto vettoriale di vettori è un vettore che soddisfa tre condizioni:
- Il modulo del prodotto è uguale al prodotto dei moduli dei vettori originali per il seno dell'angolo tra di loro.
- Il vettore risultante è perpendicolare a quelli originali (insieme formano un piano).
- Il trio di vettori (nell'ordine in cui sono menzionati dal contesto) è a destra.
Conosciamo i tre giusti. Quindi, se l'asse x è il primo vettore, y è il secondo, z sarà il risultato. Perché si chiama i tre giusti? Apparentemente, è collegato con viti, succhielli. Se si ruota un succhiello immaginario lungo la traiettoria più breve del primo vettore-secondo vettore, il movimento di traslazione dell'asse dell'utensile da taglio avverrà nella direzione del vettore risultante:
- La regola del succhiello si applica al prodotto di due vettori.
- La regola del gimlet indica qualitativamente la direzione del vettore risultante di questa azione. Quantitativamente, la lunghezza si trova con l'espressione citata (il prodotto dei moduli dei vettori per il seno dell'angolo tra di loro).
Ora tutti capiscono: la forza di Lorentz si trova secondo la regola di un succhiello con filo sinistro. I vettori sono raccolti dai tre di sinistra, se sono ortogonali tra loro (perpendicolari tra loro), si forma il sistema di coordinate di sinistra. Su una lavagna, l'asse z punterebbe nella direzione della vista (lontano dal pubblico e fuori dal muro).
Semplici trucchi per ricordare le regole del gimlet
La gente dimentica che la forza di Lorenz è più facile da determinare con la regola del succhiello per mancini. Chiunque voglia capire il principio di funzionamento di un motore elettrico deve, come due o due, fare clic su dadi simili. A seconda del design, il numero di bobine del rotore è significativo o il circuito degenera, diventando una gabbia di scoiattolo. I ricercatori di conoscenza sono aiutati dalla regola di Lorentz, che descrive il campo magnetico in cui si muovono i conduttori di rame.
Per ricordare, immaginiamo la fisica del processo. Diciamo che un elettrone si muove in un campo. La regola della mano destra viene utilizzata per trovare la direzione della forza. È dimostrato che la particella porta una carica negativa. La direzione della forza sul conduttore è la regola della mano sinistra, ricorda: i fisici hanno preso completamente dalle risorse di sinistra che la corrente elettrica scorre nella direzione opposta a quella in cui andavano gli elettroni. E questo è sbagliato. Quindi la regola della mano sinistra deve essere applicata.
Non devi sempre andare così lontano. Sembrerebbe che le regole siano più confuse, ma non del tutto. La regola della mano destra è spesso usata per calcolare la velocità angolare, che è il prodotto geometrico dell'accelerazione per il raggio: V = ω x r. La memoria visiva aiuterà molto:
- Il vettore raggio della traiettoria circolare è diretto dal centro al cerchio.
- Se il vettore di accelerazione è diretto verso l'alto, il corpo si muove in senso antiorario.
Guarda, la regola della mano destra funziona anche qui: se posizioni il palmo in modo che il vettore di accelerazione entri perpendicolarmente al palmo, allunga le dita nella direzione del raggio, il pollice piegato di 90 gradi indicherà la direzione del movimento di l'oggetto. Basta disegnare su carta una volta, ricordando almeno metà della tua vita. L'immagine è davvero semplice. Più in una lezione di fisica, non dovrai enigmi su una semplice domanda: la direzione del vettore di accelerazione angolare.
Il momento della forza è definito allo stesso modo. Emana perpendicolarmente dall'asse della spalla, coincide con la direzione dell'accelerazione angolare nella figura sopra descritta. Molti si chiederanno: perché è necessario? Perché il momento di forza non è scalare? Perché direzione? A sistemi complessi le interazioni sono difficili da seguire. Se ci sono molti assi, forze, l'addizione vettoriale dei momenti aiuta. I calcoli possono essere notevolmente semplificati.
