Règle de la main gauche pour la bobine de courant. règle de la main gauche

La première étape se concentrera sur la règle de la main droite. Avec lui, vous pouvez déterminer la direction des lignes magnétiques d'un conducteur sous tension. Pour ce faire, nous devons connaître le sens du courant dans le conducteur. Il suffit de regarder les pôles de la batterie ou de l'accumulateur. Puisque le courant est dirigé de "+" vers "-", il ira du côté du conducteur connecté au + vers le côté du -. Maintenant que nous avons appris la direction du courant, nous devons « prendre » la main droite et plier tous les doigts dans la paume, sauf le pouce ! Comme sur la photo. Maintenant, nous devons "saisir" le conducteur, mais de telle manière que pouce a montré la direction du courant, c'est-à-dire était dirigé là où était le courant). Avec cette disposition de la main, les doigts repliés autour du conducteur indiqueront la direction des lignes de son champ magnétique)

2 étapes

Dégager?)

Passons maintenant à la détermination des pôles d'une bobine avec du courant. Nous devons à nouveau déterminer la direction du courant de la même manière. Après cela, nous faisons presque la même chose, seulement nous laissons les doigts plus droits, mais pliés. Nous approchons de notre bobine et dirigeons nos doigts (tout sauf le gros qui dépasse) dans la direction du courant, c'est-à-dire que nos doigts ne sont devenus, pour ainsi dire, pas des tours entiers de la bobine). Dans ce cas, le pouce indique la direction vers le pôle nord de la bobine.
PS Une petite digression) le doigt montre également la direction des lignes magnétiques PASSANT PAR la bobine, et vice versa - montre la direction OPPOSÉE aux lignes passant à l'extérieur de la bobine et "entrant dans son pôle sud.

3 étapes

Commençons à comprendre la règle de la main GAUCHE. Il permet de déterminer le sens de la force Ampère agissant sur un conducteur avec courant dans un champ magnétique d'un aimant permanent ! VO !=). Pour l'expérience, nous avons juste besoin d'une main gauche droite, mais avec le doigt droit plié à 90 degrés. Dans un champ magnétique, la main doit être positionnée de sorte que le pôle nord "regarde" dans la partie interne de la paume, c'est-à-dire de sorte que les lignes du champ magnétique soient dirigées vers la main. Dans ces conditions, nous avons besoin de doigts droits pour pointer dans la direction du courant dans le CONDUCTEUR. Si tout est pris en compte et fait correctement, le doigt plié à 90 degrés indiquera la direction de la force Ampère.

À l'aide de la règle de la vrille, les directions des lignes magnétiques (elles sont également appelées lignes d'induction magnétique) autour d'un conducteur porteur de courant sont déterminées.

Règle de la vrille : définition

La règle elle-même ressemble à ceci: lorsque la direction de la vrille qui avance coïncide avec la direction du courant dans le conducteur étudié, le sens de rotation de la poignée de cette vrille est le même que la direction du champ magnétique du courant.

On l'appelle aussi la règle de la main droite, et dans ce contexte la définition est beaucoup plus claire. Si vous attrapez le fil avec votre main droite de manière à ce que quatre doigts soient serrés en un poing et que le pouce pointe vers le haut (c'est-à-dire que nous montrons habituellement "classe !" avec notre main), alors le pouce indiquera dans quelle direction le le courant se déplace, et les quatre autres doigts – direction des lignes de champ magnétique

Une vrille est une vis avec un filetage à droite. Ils sont la norme en matière de technologie, car ils représentent la grande majorité. Soit dit en passant, la même règle pourrait être formulée sur l'exemple du mouvement de l'aiguille des heures, car la vis à droite est tordue dans ce sens.

Application de la règle de la vrille

En physique, la règle de la vrille est utilisée non seulement pour déterminer la direction du champ magnétique du courant. Ainsi, par exemple, cela s'applique également au calcul de la direction des vecteurs axiaux, du vecteur de vitesse angulaire, du vecteur d'induction magnétique B, de la direction du courant d'induction avec un vecteur d'induction magnétique connu, et de nombreuses autres options. Mais pour chacun de ces cas, la règle a sa propre formulation.

Ainsi, par exemple, pour calculer le vecteur produit, il est écrit : si vous dessinez les vecteurs de manière à ce qu'ils coïncident au début et déplacez le premier vecteur facteur vers le deuxième vecteur facteur, la vrille se déplaçant de la même manière se vissera la direction du vecteur produit.

Ou c'est ainsi que la règle de la vrille pour la rotation mécanique de la vitesse sonnera : si vous faites tourner la vis dans le même sens que celui dans lequel le corps tourne, elle se vissera dans le sens de la vitesse angulaire.

Voici à quoi ressemble la règle de la vrille pour le moment des forces : lorsque la vis tourne dans le même sens que celui dans lequel les forces font tourner le corps, la vrille se visse dans la direction de la direction de ces forces.

GIM RULE pour un conducteur droit avec courant

Sert à déterminer la direction des lignes magnétiques (lignes d'induction magnétique)
autour d'un conducteur droit transportant du courant.

Si le sens du mouvement de translation de la vrille coïncide avec le sens du courant dans le conducteur, alors le sens de rotation de la poignée de vrille coïncide avec le sens des lignes du champ magnétique du courant.

Supposons qu'un conducteur avec courant soit situé perpendiculairement au plan de la feuille:
1. adresse e-mail courant de nous (au plan de la feuille)

Selon la règle de la vrille, les lignes de champ magnétique seront dirigées dans le sens des aiguilles d'une montre.

Ensuite, selon la règle de la vrille, les lignes de champ magnétique seront dirigées dans le sens antihoraire.

RÈGLE DE LA MAIN DROITE pour le solénoïde, c'est-à-dire bobines avec courant

Sert à déterminer la direction des lignes magnétiques (lignes d'induction magnétique) à l'intérieur du solénoïde.

Si vous saisissez le solénoïde avec la paume de votre main droite de manière à ce que quatre doigts soient dirigés le long du courant dans les virages, le pouce mis de côté indiquera la direction des lignes de champ magnétique à l'intérieur du solénoïde.

1. Comment 2 bobines interagissent-elles avec le courant ?

2. Comment les courants dans les fils sont-ils dirigés si les forces d'interaction sont dirigées comme sur la figure ?

3. Deux conducteurs sont parallèles l'un à l'autre. Indiquez le sens du courant dans le conducteur de la LED.

Dans l'attente de la prochaine leçon sur "5" !

INTÉRESSANT

On sait que les supraconducteurs (substances qui ont une résistance électrique presque nulle à certaines températures) peuvent créer des champs magnétiques très puissants. Des expériences ont été faites pour mettre en évidence de tels champs magnétiques. Après avoir refroidi le supraconducteur en céramique avec de l'azote liquide, un petit aimant a été placé sur sa surface. La force répulsive du champ magnétique du supraconducteur était si élevée que l'aimant s'est élevé, a plané dans l'air et a plané au-dessus du supraconducteur jusqu'à ce que le supraconducteur, lorsqu'il est chauffé, perde ses propriétés extraordinaires.

Beaucoup a été fait depuis l'invention de l'électricité. travail scientifique en physique pour étudier ses caractéristiques, ses caractéristiques et son influence sur environnement. La règle de la vrille a marqué de manière significative l'étude du champ magnétique, la loi de la main droite pour un enroulement cylindrique d'un fil permet une compréhension plus profonde des processus se déroulant dans le solénoïde, et la règle de la main gauche caractérise les forces qui affectent le conducteur avec le courant. Grâce aux mains droite et gauche, ainsi qu'aux techniques mnémoniques, ces motifs peuvent être facilement étudiés et compris.

principe de la vrille

Pendant assez longtemps, les caractéristiques magnétiques et électriques du champ ont été étudiées séparément par la physique. Cependant, en 1820, tout à fait par accident, le scientifique danois Hans Christian Oersted découvrit les propriétés magnétiques d'un fil électrique lors d'une conférence sur la physique à l'université. La dépendance de l'orientation de l'aiguille magnétique sur la direction du flux de courant dans le conducteur a également été trouvée.

L'expérience menée prouve la présence d'un champ aux caractéristiques magnétiques autour d'un fil conducteur de courant, auquel réagit une aiguille ou une boussole aimantée. L'orientation du flux du "changement" fait tourner l'aiguille de la boussole dans des sens opposés, la flèche elle-même est située tangentiellement au champ électromagnétique.

Pour identifier l'orientation des flux électromagnétiques, on utilise la règle de la vrille, ou la loi de la vis droite, qui stipule qu'en vissant la vis le long du parcours du courant électrique dans le shunt, la façon dont la poignée est tournée définira l'orientation des flux EM du fond "changement".

Il est également possible d'utiliser la règle de la main droite de Maxwell : lorsque le doigt rétracté de la main droite est orienté le long du flux d'électricité, alors les doigts fermés restants montreront l'orientation du champ électromagnétique.

En utilisant ces deux principes, on obtiendra le même effet, utilisé pour déterminer les flux électromagnétiques.

Loi de la main droite pour le solénoïde

Le principe de vis considéré ou la régularité de Maxwell pour la main droite est applicable à un fil droit avec courant. Cependant, en génie électrique, il existe des appareils dans lesquels le conducteur n'est pas situé droit et la loi de la vis ne s'y applique pas. Tout d'abord, cela s'applique aux inducteurs et aux solénoïdes. Un solénoïde, en tant que sorte d'inducteur, est un enroulement cylindrique de fil dont la longueur est plusieurs fois supérieure au diamètre du solénoïde. L'inductance inductance ne diffère du solénoïde que par la longueur du conducteur lui-même, qui peut être plusieurs fois plus petite.

mathématicien français et Physique AM. Ampère, grâce à ses expériences, a découvert et prouvé que lorsque le courant électrique traversait la self d'inductance, les aiguilles de la boussole aux extrémités de l'enroulement cylindrique du fil tournaient leurs extrémités inverses le long des flux invisibles du champ EM. De telles expériences ont prouvé qu'un champ magnétique se forme près de l'inducteur avec du courant et que l'enroulement cylindrique du fil forme des pôles magnétiques. Le champ électromagnétique excité par le courant électrique de l'enroulement cylindrique du fil est similaire au champ magnétique d'un aimant permanent - l'extrémité de l'enroulement cylindrique du fil, d'où émergent les flux EM, représente le pôle nord, et le l'extrémité opposée est le sud.

Pour reconnaître les pôles magnétiques et l'orientation des lignes EM dans l'inductance avec le courant, la règle de la main droite pour le solénoïde est utilisée. Il dit que si vous prenez cette bobine avec votre main, placez les doigts de la paume directement dans le parcours du flux d'électrons dans les spires, le pouce, déplacé de quatre-vingt-dix degrés, fixera l'orientation du fond électromagnétique au milieu de le solénoïde - son pôle nord. Ainsi, connaissant la position des pôles magnétiques de l'enroulement cylindrique du fil, il est possible de déterminer le trajet du flux d'électrons dans les spires.

loi de la main gauche

Hans Christian Oersted, après avoir découvert le phénomène d'un champ magnétique à proximité d'un shunt, a rapidement partagé ses résultats avec la plupart des scientifiques en Europe. En conséquence, Ampère A.-M., utilisant ses propres méthodes, a révélé au public après une courte période une expérience sur le comportement spécifique de deux shunts parallèles avec du courant électrique. La formulation de l'expérience a prouvé que les fils placés en parallèle, à travers lesquels l'électricité circule dans une direction, se déplacent mutuellement les uns vers les autres. En conséquence, de tels shunts se repousseront, à condition que le «changement» qui les traverse soit distribué dans différentes directions. Ces expériences ont formé la base des lois d'Ampère.

Les tests nous permettent d'exprimer les principales conclusions :

1. Un aimant permanent, un conducteur « réversible », une particule mobile chargée électriquement ont une région EM autour d'eux ;
2. Une particule chargée se déplaçant dans cette région est soumise à une certaine influence du fond électromagnétique ;
3. "L'inversion" électrique est le mouvement orienté des particules chargées, respectivement, le fond électromagnétique agit sur le shunt avec l'électricité.

Le fond EM influence le shunt avec un "changement" d'une sorte de pression appelée la force Ampère. Cette caractéristique peut être déterminée par la formule :

FA=IBΔlsinα, où :

• FA est la force Ampère ;
• I est l'intensité de l'électricité;
• B est le vecteur d'induction magnétique modulo ;
• Δl est la taille du shunt ;
• α est l'angle entre la direction B et le parcours de l'électricité dans le fil.

À condition que l'angle α soit de quatre-vingt-dix degrés, alors cette force est la plus grande. En conséquence, si cet angle est nul, alors la force est nulle. Le contour de cette force est révélé par le motif de la main gauche.

Si vous étudiez la règle de la vrille et la règle de la main gauche, vous obtiendrez toutes les réponses sur la formation des champs EM et leur effet sur les conducteurs. Grâce à ces règles, il est possible de calculer l'inductance des bobines et, si nécessaire, de former des contre-courants. Le principe de construction des moteurs électriques est basé sur les forces d'Ampère en général et la règle de la main gauche en particulier.

Vidéo

Pendant longtemps, les champs électriques et magnétiques ont été étudiés séparément. Mais en 1820, le scientifique danois Hans Christian Oersted, lors d'une conférence sur la physique, découvre que l'aiguille magnétique tourne à proximité d'un conducteur porteur de courant (voir Fig. 1). Cela a prouvé l'effet magnétique du courant. Après avoir mené plusieurs expériences, Oersted a découvert que la rotation de l'aiguille magnétique dépendait de la direction du courant dans le conducteur.

Riz. 1. L'expérience d'Oersted

Afin d'imaginer le principe selon lequel l'aiguille magnétique tourne près d'un conducteur porteur de courant, considérons la vue de l'extrémité du conducteur (voir Fig. 2, le courant est dirigé vers la figure, - de la figure), près de laquelle les aiguilles magnétiques sont installées. Après avoir passé le courant, les flèches s'aligneront d'une certaine manière, pôles opposés les uns aux autres. Étant donné que les flèches magnétiques s'alignent tangentiellement aux lignes magnétiques, les lignes magnétiques d'un conducteur continu avec courant sont des cercles et leur direction dépend de la direction du courant dans le conducteur.

Riz. 2. L'emplacement des flèches magnétiques près d'un conducteur continu avec du courant

Pour une démonstration plus visuelle des lignes magnétiques d'un conducteur avec courant, l'expérience suivante peut être réalisée. Si de la limaille de fer est coulée autour du conducteur avec du courant, après un certain temps, la limaille, tombée dans le champ magnétique du conducteur, sera magnétisée et située dans des cercles qui recouvrent le conducteur (voir Fig. 3).

Riz. 3. L'emplacement de la limaille de fer autour du conducteur avec courant ()

Pour déterminer la direction des lignes magnétiques à proximité d'un conducteur avec courant, il y a règle de la vrille(règle de vis droite) - si vous vissez la vrille dans le sens du courant dans le conducteur, le sens de rotation de la poignée de la vrille indiquera la direction des lignes du champ magnétique du courant (voir Fig. 4) .

Riz. 4. Règle de vrille ()

Vous pouvez aussi utiliser règle de la main droite- si vous pointez le pouce de votre main droite dans la direction du courant dans le conducteur, alors quatre doigts pliés indiqueront la direction des lignes du champ magnétique du courant (voir Fig. 5).

Riz. 5. Règle de la main droite ()

Ces deux règles donnent le même résultat et peuvent être utilisées pour déterminer la direction du courant le long de la direction des lignes de champ magnétique.

Après la découverte du phénomène d'apparition d'un champ magnétique à proximité d'un conducteur avec courant, Oersted a envoyé les résultats de ses recherches à la plupart des plus grands scientifiques européens. Ayant reçu ces données, le mathématicien et physicien français Ampère a commencé sa série d'expériences et après un certain temps a démontré au public l'expérience de l'interaction de deux conducteurs parallèles avec le courant. Ampère a constaté que si deux conducteurs parallèles circulent dans une direction, ces conducteurs s'attirent (voir Fig. 6 b) si le courant circule dans des directions opposées, les conducteurs se repoussent (voir Fig. 6 a).

Riz. 6. Expérience d'ampère ()

Ampère a tiré les conclusions suivantes de ses expériences :

1. Il existe un champ magnétique autour d'un aimant, d'un conducteur ou d'une particule mobile chargée électriquement.

2. Un champ magnétique agit avec une certaine force sur une particule chargée se déplaçant dans ce champ.

3. Le courant électrique est un mouvement dirigé de particules chargées, de sorte que le champ magnétique agit sur un conducteur porteur de courant.

La figure 7 montre un rectangle de fil dont le sens du courant est représenté par des flèches. En utilisant la règle de la vrille, tracez une ligne magnétique près des côtés du rectangle, en indiquant sa direction avec une flèche.

Riz. 7. Illustration du problème

La solution

Sur les côtés du rectangle (cadre conducteur), nous vissons une vrille imaginaire dans le sens du courant.

Près du côté droit du cadre, les lignes magnétiques sortiront du motif à gauche du conducteur et entreront dans le plan du motif à sa droite. Ceci est indiqué par la règle fléchée sous la forme d'un point à gauche du conducteur et d'une croix à sa droite (voir Fig. 8).

De même, nous déterminons la direction des lignes magnétiques près des autres côtés du cadre.

Riz. 8. Illustration du problème

L'expérience d'Ampère, dans laquelle des aiguilles magnétiques étaient installées autour de la bobine, a montré que lorsque le courant traversait la bobine, les flèches aux extrémités du solénoïde étaient installées avec différents pôles le long de lignes imaginaires (voir Fig. 9). Ce phénomène a montré qu'il existe un champ magnétique près de la bobine avec du courant, et aussi que le solénoïde a des pôles magnétiques. Si vous changez le sens du courant dans la bobine, les aiguilles magnétiques se retourneront.

Riz. 9. L'expérience d'Ampère. La formation d'un champ magnétique près d'une bobine avec du courant

Pour déterminer les pôles magnétiques d'une bobine avec du courant, règle de la main droite pour le solénoïde(voir Fig. 10) - si vous saisissez le solénoïde avec la paume de votre main droite, en pointant quatre doigts dans la direction du courant dans les virages, le pouce indiquera la direction des lignes de champ magnétique à l'intérieur du solénoïde, que est, à son pôle nord. Cette règle vous permet de déterminer le sens du courant dans les spires de la bobine par l'emplacement de ses pôles magnétiques.

Riz. 10. Règle de la main droite pour un solénoïde avec courant

Déterminez le sens du courant dans la bobine et les pôles à la source de courant si les pôles magnétiques indiqués à la figure 11 se produisent lors du passage du courant dans la bobine.

Riz. 11. Illustration du problème

La solution

Selon la règle de la main droite pour le solénoïde, enroulez la bobine de sorte que le pouce pointe vers son pôle nord. Quatre doigts pliés indiqueront la direction du courant dans le conducteur, par conséquent, le pôle droit de la source de courant est positif (voir Fig. 12).

Riz. 12. Illustration du problème

Dans cette leçon, nous avons examiné le phénomène de l'apparition d'un champ magnétique à proximité d'un conducteur porteur de courant continu et d'une bobine conductrice de courant (solénoïde). Les règles de recherche des raies magnétiques de ces champs ont également été étudiées.

Bibliographie

1. UN V. Perychkine, E.M. Gutnik. Physique 9. - Outarde, 2006.
2. G. N. Stépanova. Recueil de problèmes de physique. - M. : Lumières, 2001.
3. A. Fadéeva. Tests de physique (de la 7e à la 11e année). - M., 2002.
4. V. Grigoriev, G. Myakishev Forces dans la nature. - M. : Nauka, 1997.

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