Kreisās rokas likums strāvas spolei. kreisās rokas likums

Pirmais solis būs vērsts uz labās rokas likumu. Ar to jūs varat noteikt strāvu nesošā vadītāja magnētisko līniju virzienu. Lai to izdarītu, mums jāzina strāvas virziens vadītājā. Paskatieties uz akumulatora vai akumulatora stabiem. Tā kā strāva tiek virzīta no “+” uz “-”, tā virzīsies no vadītāja puses, kas savienota ar + uz - pusi. Tagad, kad esam iemācījušies straumes virzienu, mums "jāņem" labā roka un jāsaliek visi pirksti plaukstā, izņemot īkšķi! Kā bildē. Tagad vajag “paķert” diriģentu, bet tā, lai īkšķis rādīja strāvas virzienu t.i. tika novirzīts tur, kur bija straume). Ar šo rokas izvietojumu pirksti, kas saliekti ap vadītāju, norādīs tā magnētiskā lauka līniju virzienu)

2 solis

Skaidrs?)

Tagad pāriesim uz spoles polu noteikšanu ar strāvu. Mums atkal ir jānosaka strāvas virziens līdzīgā veidā. Pēc tam darām gandrīz tāpat, tikai atstājam pirkstus vairāk taisnus, bet saliektus. Mēs tuvojamies savai spolei un virzām pirkstus (visu, izņemot izvirzīto lielo) tajā esošās strāvas virzienā, tas ir, mūsu pirksti ir kļuvuši it kā par veseliem spoles apgriezieniem). Šajā gadījumā īkšķis parāda virzienu uz spoles ziemeļpolu.
P.S. Neliela atkāpe) pirksts parāda arī magnētisko līniju virzienu, kas iet cauri spolei, un otrādi - rāda virzienu PRETĒJĀ līnijām, kas iziet ārpus spoles un "ieiet tās dienvidu polā.

3 solis

Sāksim izprast KREISĀS rokas likumu. Tas ļauj noteikt ampēra spēka virzienu, kas iedarbojas uz vadītāju ar strāvu pastāvīgā magnēta magnētiskajā laukā! BALS! =). Eksperimentam mums vajag tikai taisnu kreiso roku, bet ar labo pirkstu saliektu par 90 grādiem. Magnētiskajā laukā roka jānovieto tā, lai ziemeļpols “skatītos” plaukstas iekšējā daļā, t.i. lai magnētiskā lauka līnijas būtu vērstas uz roku. Šādos apstākļos mums ir vajadzīgi taisni pirksti, lai tie norādītu strāvas virzienā DIRIENTĀ. Ja viss ir ņemts vērā un izdarīts pareizi, tad pirksts, kas saliekts par 90 grādiem, parādīs ampēra spēka virzienu.

Ar karkasa likuma palīdzību tiek noteikti magnētisko līniju (tās sauc arī par magnētiskās indukcijas līnijām) virzieni ap strāvu nesošo vadītāju.

Gimleta noteikums: definīcija

Pats noteikums izklausās šādi: ja karkasa virziens, kas virzās uz priekšu, sakrīt ar strāvas virzienu pētāmajā vadītājā, šī karkasa roktura griešanās virziens ir tāds pats kā karkasa magnētiskā lauka virziens. strāva.

To sauc arī par labās rokas likumu, un šajā kontekstā definīcija ir daudz skaidrāka. Ja ar labo roku satverat vadu tā, lai četri pirksti būtu savilkti dūrē un īkšķis būtu vērsts uz augšu (tas ir, kā parasti ar roku rādām “klase!”), tad īkšķis parādīs, kurā virzienā strāva kustas, bet pārējie četri pirksti – magnētiskā lauka līniju virziens

Dzinējs ir skrūve ar labās puses vītni. Tie ir tehnoloģiju standarts, jo tie pārstāv lielāko daļu. Starp citu, tādu pašu noteikumu varētu formulēt arī uz stundu rādītāja kustības piemēra, jo labās puses skrūve ir savīta šajā virzienā.

Gimleta noteikuma piemērošana

Fizikā gimlet likumu izmanto ne tikai, lai noteiktu strāvas magnētiskā lauka virzienu. Piemēram, tas attiecas arī uz aksiālo vektoru virziena aprēķinu, leņķiskā ātruma vektoru, magnētiskās indukcijas vektoru B, indukcijas strāvas virzienu ar zināmu magnētiskās indukcijas vektoru un daudzām citām iespējām. Bet katram šādam gadījumam noteikumam ir savs formulējums.

Tā, piemēram, lai aprēķinātu reizinājuma vektoru, ir teikts: ja jūs uzzīmējat vektorus tā, lai tie sākumā sakristu, un pārvietojiet pirmo faktora vektoru uz otro faktora vektoru, tad karkass, kas pārvietojas tādā pašā veidā, tiks ieskrūvēts. reizinājuma vektora virziens.

Vai arī šādi skanēs piekares noteikums mehāniskai ātruma griešanai: ja pagriežat skrūvi tajā pašā virzienā, kurā griežas korpuss, tā skrūvēsies leņķiskā ātruma virzienā.

Lūk, kā izskatās karkasa noteikums spēku momentam: kad skrūve griežas tajā pašā virzienā, kurā spēki griež korpusu, karkass skrūvēsies šo spēku virziena virzienā.

GIM NOTEIKUMS taisnam vadītājam ar strāvu

Kalpo, lai noteiktu magnētisko līniju virzienu (magnētiskās indukcijas līnijas)
ap taisnu strāvu nesošu vadītāju.

Ja karkasa translācijas kustības virziens sakrīt ar strāvas virzienu vadītājā, tad karkasa roktura griešanās virziens sakrīt ar strāvas magnētiskā lauka līniju virzienu.

Pieņemsim, ka vadītājs ar strāvu atrodas perpendikulāri loksnes plaknei:
1. e-pasta virziens strāva no mums (uz lokšņu plakni)

Saskaņā ar gimlet noteikumu magnētiskā lauka līnijas tiks vērstas pulksteņrādītāja virzienā.

Pēc tam saskaņā ar gimlet noteikumu magnētiskā lauka līnijas tiks vērstas pretēji pulksteņrādītāja virzienam.

LABĀS ROKAS LIKUMS solenoīdam, t.i. spoles ar strāvu

Kalpo, lai noteiktu magnētisko līniju (magnētiskās indukcijas līniju) virzienu solenoīda iekšpusē.

Ja ar labās rokas plaukstu satveriet solenoīdu tā, lai pa straumi pagriezienos būtu vērsti četri pirksti, tad malā novietotais īkšķis parādīs magnētiskā lauka līniju virzienu solenoīda iekšpusē.

1. Kā 2 spoles mijiedarbojas viena ar otru ar strāvu?

2. Kā tiek virzītas strāvas vados, ja mijiedarbības spēki ir vērsti kā attēlā?

3. Divi vadītāji ir paralēli viens otram. Norādiet strāvas virzienu LED vadā.

Gaidu nākamo nodarbību par "5"!

INTERESANTI

Ir zināms, ka supravadītāji (vielas, kurām noteiktā temperatūrā ir gandrīz nulle elektriskā pretestība) var radīt ļoti spēcīgus magnētiskos laukus. Ir veikti eksperimenti, lai demonstrētu šādus magnētiskos laukus. Pēc keramikas supravadītāja atdzesēšanas ar šķidro slāpekli uz tā virsmas tika novietots neliels magnēts. Supravadītāja magnētiskā lauka atgrūšanas spēks bija tik liels, ka magnēts pacēlās, lidinājās gaisā un lidinājās virs supravadītāja, līdz supravadītājs, uzkarsējot, zaudēja savas neparastās īpašības.

Kopš elektrības izgudrošanas ir paveikts daudz. zinātniskais darbs fizikā, lai izpētītu tās īpašības, iezīmes un ietekmi uz vidi. Dzinēja noteikums ir atstājis ievērojamu atzīmi magnētiskā lauka izpētē, labās rokas likums stieples cilindriskam tinumam ļauj dziļāk izprast solenoīdā notiekošos procesus, bet kreisās rokas likums raksturo spēkus. kas ietekmē vadītāju ar strāvu. Pateicoties labajai un kreisajai rokai, kā arī mnemoniskajai tehnikai, šos modeļus var viegli izpētīt un saprast.

gimlet princips

Diezgan ilgu laiku lauka magnētiskos un elektriskos raksturlielumus atsevišķi pētīja fizika. Taču 1820. gadā pavisam nejauši dāņu zinātnieks Hanss Kristians Oersteds universitātē lekcijā par fiziku atklāja stieples ar elektrību magnētiskās īpašības. Tika konstatēta arī magnētiskās adatas orientācijas atkarība no strāvas plūsmas virziena vadītājā.

Veiktais eksperiments pierāda lauka ar magnētiskiem raksturlielumiem klātbūtni ap strāvu nesošo vadu, uz kuru reaģē magnetizēta adata vai kompass. "Izmaiņu" plūsmas orientācija liek kompasa adatai griezties pretējos virzienos, pati bultiņa atrodas tangenciāli elektromagnētiskajam laukam.

Lai noteiktu elektromagnētisko plūsmu orientāciju, tiek izmantots karkasa noteikums jeb labās skrūves likums, kas nosaka, ka, skrūvējot skrūvi elektriskās strāvas plūsmas virzienā šuntā, tiks iestatīts roktura pagriešanas veids. "izmaiņu" fona EM plūsmu orientācija.

Var izmantot arī Maksvela labās rokas likumu: kad labās rokas ievilktais pirksts ir orientēts pa elektrības plūsmas gaitu, tad atlikušie savilktie pirksti rādīs elektromagnētiskā lauka orientāciju.

Izmantojot šos divus principus, tiks iegūts tāds pats efekts, ko izmantos elektromagnētisko plūsmu noteikšanai.

Labās rokas likums solenoīdam

Apskatītais skrūves princips jeb Maksvela likumsakarība labajai rokai ir attiecināms uz taisnu vadu ar strāvu. Tomēr elektrotehnikā ir ierīces, kurās vadītājs neatrodas taisni, un skrūves likums tam nav piemērojams. Pirmkārt, tas attiecas uz induktoriem un solenoīdiem. Solenoīds kā sava veida induktors ir stieples cilindrisks tinums, kura garums ir daudzkārt lielāks par solenoīda diametru. Induktora induktors no solenoīda atšķiras tikai ar paša vadītāja garumu, kas var būt vairākas reizes mazāks.

Franču matemātiķis un Fizika A-M. Ampērs, pateicoties saviem eksperimentiem, noskaidroja un pierādīja, ka, elektriskajai strāvai izejot cauri induktivitātes droselei, kompasa rādītāji stieples cilindriskā tinuma galos pagrieza savus reversos galus pa EM lauka neredzamajām plūsmām. Šādi eksperimenti pierādīja, ka pie induktora ar strāvu veidojas magnētiskais lauks, un stieples cilindriskais tinums veido magnētiskos polus. Elektromagnētiskais lauks, ko ierosina stieples cilindriskā tinuma elektriskā strāva, ir līdzīgs pastāvīgā magnēta magnētiskajam laukam - stieples cilindriskā tinuma gals, no kura izplūst EM plūsmas, attēlo ziemeļpolu, un pretējā galā ir dienvidi.

Lai atpazītu magnētiskos polus un EM līniju orientāciju induktorā ar strāvu, tiek izmantots solenoīda labās puses likums. Tur teikts, ka, paņemot šo spoli ar roku, novietojot plaukstas pirkstus tieši elektronu plūsmas gaitā pagriezienos, īkšķis, pabīdīts par deviņdesmit grādiem, iestatīs elektromagnētiskā fona orientāciju pa vidu. solenoīds - tā ziemeļpols. Attiecīgi, zinot stieples cilindriskā tinuma magnētisko polu stāvokli, iespējams noteikt elektronu plūsmas ceļu pagriezienos.

kreisās rokas likums

Hanss Kristians Oersteds, atklājis magnētiskā lauka fenomenu netālu no šunta, ātri dalījās savos rezultātos ar lielāko daļu Eiropas zinātnieku. Rezultātā Ampere A.-M., izmantojot savas metodes, pēc neilga laika atklāja sabiedrībai eksperimentu par divu paralēlu šuntu ar elektrisko strāvu specifisko uzvedību. Eksperimenta formulējums pierādīja, ka paralēli novietoti vadi, pa kuriem elektrība plūst vienā virzienā, savstarpēji virzās viens pret otru. Attiecīgi šādi šunti viens otru atgrūž ar nosacījumu, ka tajos plūstošās “pārmaiņas” tiks sadalītas dažādos virzienos. Šie eksperimenti veidoja Ampēra likumu pamatu.

Testi ļauj izdarīt galvenos secinājumus:

1. Pastāvīgajam magnētam, "atgriezeniskajam" vadītājam, elektriski lādētai kustīgai daļiņai ir EM apgabals;
2. Uzlādēta daļiņa, kas pārvietojas šajā reģionā, ir pakļauta zināmai EM fona ietekmei;
3. Elektriskā "reversija" ir lādētu daļiņu orientēta kustība, attiecīgi elektromagnētiskais fons iedarbojas uz šuntu ar elektrību.

EM fons ietekmē šuntu ar sava veida spiediena "maiņu", ko sauc par Ampère spēku. Šo raksturlielumu var noteikt pēc formulas:

FA=IBΔlsinα, kur:

• FA ir ampēra spēks;
• I ir elektrības intensitāte;
• B ir magnētiskās indukcijas moduļa vektors;
• Δl ir šunta izmērs;
• α ir leņķis starp virzienu B un elektrības plūsmu vadā.

Ja leņķis α ir deviņdesmit grādi, tad šis spēks ir vislielākais. Attiecīgi, ja šis leņķis ir nulle, tad spēks ir nulle. Šī spēka kontūru atklāj kreisās rokas raksts.

Ja jūs izpētīsit karkasa likumu un kreisās rokas likumu, jūs iegūsit visas atbildes par EM lauku veidošanos un to ietekmi uz vadītājiem. Pateicoties šiem noteikumiem, ir iespējams aprēķināt spoļu induktivitāti un, ja nepieciešams, veidot pretstrāvas. Elektromotoru uzbūves princips ir balstīts uz Ampēra spēkiem kopumā un jo īpaši uz kreisās rokas likumu.

Video

Ilgu laiku elektriskie un magnētiskie lauki tika pētīti atsevišķi. Bet 1820. gadā dāņu zinātnieks Hanss Kristians Oersteds fizikas lekcijas laikā atklāja, ka magnētiskā adata griežas pie strāvu nesoša vadītāja (sk. 1. att.). Tas pierādīja strāvas magnētisko efektu. Pēc vairāku eksperimentu veikšanas Oersted atklāja, ka magnētiskās adatas rotācija ir atkarīga no strāvas virziena vadītājā.

Rīsi. 1. Oersted pieredze

Lai iztēlotos principu, pēc kura magnētiskā adata griežas pie strāvu nesoša vadītāja, ņemiet vērā skatu no vadītāja gala (skat. 2. att., strāva ir vērsta uz attēlu, - no attēla), kura tuvumā ir uzstādītas magnētiskās adatas. Pārejot straumei, bultas noteiktā veidā sarindosies viena otrai pretējos polios. Tā kā magnētiskās bultiņas atrodas tangenciāli magnētiskajām līnijām, tiešā vadītāja magnētiskās līnijas ar strāvu ir apļi, un to virziens ir atkarīgs no strāvas virziena vadītājā.

Rīsi. 2. Magnētisko bultu atrašanās vieta tiešā vadītāja tuvumā ar strāvu

Lai vizuāli parādītu vadītāja magnētiskās līnijas ar strāvu, var veikt šādu eksperimentu. Ja ap vadu ar strāvu apber dzelzs vīles, tad pēc kāda laika vīles, nonākušas vadītāja magnētiskajā laukā, tiks magnetizētas un izvietotas apļos, kas pārklāj vadītāju (skat. 3. att.).

Rīsi. 3. Dzelzs vīļu atrašanās vieta ap vadītāju ar strāvu ()

Lai noteiktu magnētisko līniju virzienu pie vadītāja ar strāvu, ir karkasa noteikums(labās skrūves noteikums) - ja ieskrūvēsiet karkasu strāvas virzienā vadītājā, tad karkasa roktura griešanās virziens norādīs strāvas magnētiskā lauka līniju virzienu (skat. 4. att.) .

Rīsi. 4. Gimlet likums ()

Varat arī izmantot labās rokas likums- ja pavērsiet labās rokas īkšķi strāvas virziena virzienā vadītājā, tad četri saliekti pirksti norādīs strāvas magnētiskā lauka līniju virzienu (skat. 5. att.).

Rīsi. 5. Labās rokas likums ()

Abi šie noteikumi dod vienādu rezultātu, un tos var izmantot, lai noteiktu strāvas virzienu gar magnētiskā lauka līniju virzienu.

Pēc magnētiskā lauka parādīšanās fenomena atklāšanas pie vadītāja ar strāvu, Oersted nosūtīja sava pētījuma rezultātus lielākajai daļai vadošo zinātnieku Eiropā. Saņēmis šos datus, franču matemātiķis un fiziķis Ampērs uzsāka savu eksperimentu sēriju un pēc kāda laika demonstrēja sabiedrībai divu paralēlu vadītāju mijiedarbības pieredzi ar strāvu. Ampērs konstatēja, ka, ja vienā virzienā plūst divi paralēli vadītāji, tad šādi vadītāji piesaista (skat. 6. att. b), ja strāva plūst pretējos virzienos, vadītāji atgrūž (skat. 6. att. a).

Rīsi. 6. Ampere pieredze ()

Ampērs no saviem eksperimentiem izdarīja šādus secinājumus:

1. Ap magnētu vai vadītāju, vai elektriski lādētu kustīgu daļiņu atrodas magnētiskais lauks.

2. Magnētiskais lauks ar zināmu spēku iedarbojas uz lādētu daļiņu, kas pārvietojas šajā laukā.

3. Elektriskā strāva ir virzīta lādētu daļiņu kustība, tāpēc magnētiskais lauks iedarbojas uz strāvu nesošu vadītāju.

7. attēlā redzams stieples taisnstūris, kura strāvas virziens ir parādīts ar bultiņām. Izmantojot karkasa likumu, novelciet vienu magnētisku līniju netālu no taisnstūra malām, norādot tās virzienu ar bultiņu.

Rīsi. 7. Problēmas ilustrācija

Risinājums

Gar taisnstūra (vadošā rāmja) malām mēs pieskrūvējam iedomātu karkasu strāvas virzienā.

Netālu no rāmja labās puses magnētiskās līnijas iziet no raksta pa kreisi no vadītāja un nonāks raksta plaknē pa labi no tā. To norāda bultiņas noteikums kā punkts pa kreisi no vadītāja un krusts pa labi no tā (sk. 8. att.).

Līdzīgi mēs nosakām magnētisko līniju virzienu blakus pārējām rāmja pusēm.

Rīsi. 8. Problēmas ilustrācija

Ampera eksperiments, kurā ap spoli tika uzstādītas magnētiskās adatas, parādīja, ka, strāvai plūstot caur spoli, bultiņas uz solenoīda galiem tika uzstādītas ar dažādiem poliem pa iedomātām līnijām (sk. 9. att.). Šī parādība parādīja, ka pie spoles ar strāvu ir magnētiskais lauks, kā arī to, ka solenoīdam ir magnētiskie stabi. Ja mainīsit strāvas virzienu spolē, magnētiskās adatas apgriezīsies.

Rīsi. 9. Ampēra pieredze. Magnētiskā lauka veidošanās pie spoles ar strāvu

Lai noteiktu spoles magnētiskos polus ar strāvu, labās rokas likums solenoīdam(skat. 10. att.) - ja satveriet solenoīdu ar labās rokas plaukstu, pagriezienos norādot četrus pirkstus strāvas virzienā, tad īkšķis parādīs magnētiskā lauka līniju virzienu solenoīda iekšpusē, ka ir līdz tā ziemeļpolam. Šis noteikums ļauj noteikt strāvas virzienu spoles pagriezienos pēc tā magnētisko polu atrašanās vietas.

Rīsi. 10. Labās rokas likums solenoīdam ar strāvu

Nosakiet strāvas virzienu spolē un polus pie strāvas avota, ja magnētiskie stabi, kas norādīti 11. attēlā, rodas strāvas pārejas laikā spolē.

Rīsi. 11. Problēmas ilustrācija

Risinājums

Saskaņā ar solenoīda labās rokas likumu, aptiniet spoli tā, lai īkšķis būtu vērsts uz tā ziemeļpolu. Četri saliekti pirksti norāda strāvas virzienu lejup pa vadītāju, tāpēc strāvas avota labais pols ir pozitīvs (skat. 12. att.).

Rīsi. 12. Problēmas ilustrācija

Šajā nodarbībā mēs pētījām magnētiskā lauka rašanās fenomenu līdzstrāvu nesoša vadītāja un strāvu nesošas spoles (solenoīda) tuvumā. Tika pētīti arī šo lauku magnētisko līniju atrašanas noteikumi.

Bibliogrāfija

1. A.V. Periškins, E.M. Gutņiks. Fizika 9. - Bustards, 2006.
2. G.N. Stepanova. Fizikas uzdevumu krājums. - M.: Apgaismība, 2001.
3. A. Fadejeva. Fizikas kontroldarbi (7. - 11. klase). - M., 2002. gads.
4. V. Grigorjevs, G. Mjakiševs Spēki dabā. - M.: Nauka, 1997. gads.

Mājasdarbs

1. Interneta portāls Clck.ru ().
2. Interneta portāls Class-fizika.narod.ru ().
3. Interneta portāls Festival.1september.ru ().