Mevcut bobin için sol el kuralı. sol el kuralı
İlk adım sağ el kuralına odaklanacaktır. Bununla akım taşıyan bir iletkenin manyetik çizgilerinin yönünü belirleyebilirsiniz. Bunu yapmak için iletkendeki akımın yönünü bilmemiz gerekir. Sadece pil veya akümülatör kutuplarına bakın. Akım “+”dan “-”ye yönlendirildiği için iletkenin +'ya bağlı tarafından -'ye doğru gidecektir. Artık akıntının yönünü öğrendiğimize göre, sağ eli "almamız" ve baş parmak hariç tüm parmakları avuç içine bükmemiz gerekiyor! resimdeki gibi Şimdi kondüktörü "yakalamamız" gerekiyor, ama öyle bir şekilde baş parmak akımın yönünü gösterdi, yani akımın olduğu yere yönlendirildi). Elin bu düzenlemesiyle, iletkenin etrafında bükülen parmaklar, manyetik alan çizgilerinin yönünü gösterecektir)
2 adım
Temizlemek?)
Şimdi bir bobinin kutuplarını akımla belirlemeye geçelim. Yine benzer şekilde akımın yönünü belirlememiz gerekiyor. Bundan sonra hemen hemen aynı şeyi yapıyoruz, sadece parmakları daha düz ama bükülmüş halde bırakıyoruz. Bobinimize yaklaşıyoruz ve parmaklarımızı (çıkıntılı büyük hariç her şeyi) içindeki akım yönünde yönlendiriyoruz, yani parmaklarımız olduğu gibi bobinin tüm dönüşleri değil). Bu durumda, başparmak bobinin kuzey kutbuna olan yönü gösterir.
Not: Küçük bir kazıma) parmak ayrıca bobinden GEÇEN manyetik çizgilerin yönünü de gösterir ve bunun tersi de bobinin dışından geçen ve "güney kutbuna giren" çizgilerin TERSİ yönünü gösterir.
3 adım
SOL elin kuralını anlamaya başlayalım. Kalıcı bir mıknatısın manyetik alanında akım bulunan bir iletkene etki eden Amper kuvvetinin yönünü belirlemeyi mümkün kılar! VO! =). Deney için, sadece düz bir sol ele ihtiyacımız var, ancak sağ parmak 90 derece bükülmüş durumda. Bir manyetik alanda, el, kuzey kutbu avucun iç kısmına "bakacak" şekilde konumlandırılmalıdır, yani. böylece manyetik alanın çizgileri ele doğru yönlendirilir. Bu koşullar altında, İLETKEN'deki akımın yönünü işaret etmek için düz parmaklara ihtiyacımız var. Her şey dikkate alınır ve doğru yapılırsa, 90 derece bükülen parmak Amper kuvvetinin yönünü gösterecektir.
Gimlet kuralı yardımıyla, akım taşıyan bir iletken etrafındaki manyetik çizgilerin (bunlara manyetik indüksiyon çizgileri de denir) yönleri belirlenir.
Gimlet Kuralı: Tanım
Kuralın kendisi şöyle görünür: İlerleyen gimletin yönü, incelenen iletkendeki akımın yönü ile çakıştığında, bu gimletin kolunun dönme yönü, manyetik alanın yönü ile aynıdır. akım.
Buna sağ el kuralı da denir ve bu bağlamda tanım çok daha nettir. Teli sağ elinizle tutarsanız, dört parmağınız bir yumruk şeklinde sıkılır ve başparmak yukarıyı gösterir (yani, genellikle elimizle "sınıf!" Gösterdiğimiz gibi), o zaman başparmak hangi yönü gösterir akım hareket ediyor ve diğer dört parmak – manyetik alan çizgilerinin yönü
Vida, sağdan dişli bir vidadır. Teknolojide standarttırlar çünkü büyük çoğunluğu temsil ederler. Bu arada, aynı kural akrebin hareketi örneğinde de formüle edilebilir, çünkü sağ vida bu yönde bükülür.
Gimlet kuralının uygulanması
Fizikte, gimlet kuralı yalnızca akımın manyetik alanının yönünü belirlemek için kullanılmaz. Örneğin, eksenel vektörlerin yönünün, açısal hız vektörünün, manyetik indüksiyon vektörü B'nin, bilinen bir manyetik indüksiyon vektörü ile indüksiyon akımının yönünün ve diğer birçok seçeneğin hesaplanması için de geçerlidir. Ancak bu tür her durum için kuralın kendi formülasyonu vardır.
Örneğin, çarpım vektörünü hesaplamak için diyor ki: vektörleri başlangıçta çakışacak şekilde çizerseniz ve birinci faktör vektörünü ikinci faktör vektörüne taşırsanız, o zaman aynı şekilde hareket eden gimlet vidalanır. çarpım vektörünün yönü.
Ya da hızın mekanik dönüşü için gimlet kuralı böyle ses çıkarır: vidayı cismin döndüğü yönde döndürürseniz, açısal hız yönünde vidalanır.
Kuvvet momenti için gimlet kuralı şu şekilde görünür: vida, kuvvetlerin gövdeyi döndürdüğü yönde döndüğünde, gimlet bu kuvvetlerin yönü yönünde vidalanacaktır.
Akımlı bir düz iletken için GIM KURALI
Manyetik çizgilerin yönünü belirlemeye yarar (manyetik indüksiyon çizgileri)
düz akım taşıyan bir iletken etrafında.
Jiletin öteleme hareketinin yönü iletkendeki akımın yönü ile çakışırsa, o zaman gimlet kolunun dönme yönü akımın manyetik alan çizgilerinin yönü ile çakışır.
Akımı olan bir iletkenin levha düzlemine dik olarak yerleştirildiğini varsayalım:
1. e-posta yönü bizden akım (levha düzlemine)
Gimlet kuralına göre, manyetik alan çizgileri saat yönünde yönlendirilecektir.
Ardından gimlet kuralına göre manyetik alan çizgileri saat yönünün tersine yönlendirilecektir.
Solenoid için SAĞ EL KURALI, yani akım ile bobinler
Solenoidin içindeki manyetik çizgilerin (manyetik indüksiyon çizgileri) yönünü belirlemeye yarar.
Solenoidi sağ elinizin avuç içi ile dönüşlerde dört parmağınız akım yönüne bakacak şekilde kavrarsanız, kenara bırakılan başparmağınız solenoidin içindeki manyetik alan çizgilerinin yönünü gösterecektir.
1. 2 bobin akımla birbirleriyle nasıl etkileşime girer? 
2. Etkileşim kuvvetleri şekildeki gibi yönlendirilirse, tellerdeki akımlar nasıl yönlendirilir?
3. İki iletken birbirine paraleldir. LED iletkenindeki akımın yönünü belirtin.
Bir sonraki "5" dersini sabırsızlıkla bekliyorum!
İLGİNÇ
Süper iletkenlerin (belirli sıcaklıklarda neredeyse sıfır elektrik direncine sahip olan maddeler) çok güçlü manyetik alanlar oluşturabildikleri bilinmektedir. Bu tür manyetik alanları göstermek için deneyler yapılmıştır. Seramik süper iletken sıvı nitrojenle soğutulduktan sonra yüzeyine küçük bir mıknatıs yerleştirildi. Süperiletkenin manyetik alanının itme kuvveti o kadar yüksekti ki, mıknatıs yükseldi, havada asılı kaldı ve süperiletken ısıtıldığında olağanüstü özelliklerini kaybedene kadar süperiletkenin üzerinde gezindi.
Elektriğin icadından bu yana çok şey yapıldı. bilimsel çalışma fizikte özelliklerini, özelliklerini ve üzerindeki etkisini incelemek çevre. Vida kuralı, manyetik alanın incelenmesinde önemli bir iz bırakmıştır, bir telin silindirik sarımı için sağ el yasası, solenoidde meydana gelen süreçlerin daha derin bir şekilde anlaşılmasını sağlar ve sol el kuralı, kuvvetleri karakterize eder. akım ile iletkeni etkileyen. Sağ ve sol ellerin yanı sıra anımsatıcı teknikler sayesinde bu kalıplar kolayca incelenebilir ve anlaşılabilir.
jilet prensibi
Oldukça uzun bir süre, alanın manyetik ve elektriksel özellikleri fizik tarafından ayrı ayrı incelenmiştir. Bununla birlikte, 1820'de, tamamen tesadüfen, Danimarkalı bilim adamı Hans Christian Oersted, üniversitede bir fizik dersi sırasında bir telin elektrikle manyetik özelliklerini keşfetti. Manyetik iğnenin yönünün iletkendeki akım akış yönüne bağımlılığı da bulundu.
Gerçekleştirilen deney, akım taşıyan bir telin çevresinde, mıknatıslanmış bir iğnenin veya pusulanın tepki gösterdiği, manyetik özelliklere sahip bir alanın varlığını kanıtlıyor. "Değişim" akışının yönü, pusula iğnesinin zıt yönlerde dönmesini sağlar, okun kendisi elektromanyetik alana teğet olarak yerleştirilmiştir.
Elektromanyetik akışların yönünü belirlemek için gimlet kuralı veya şöntteki elektrik akımı akışı boyunca vidanın vidalanmasıyla kolun dönme şeklinin ayarlanacağını belirten sağ vida yasası kullanılır. "değişim" arka planının EM akışlarının yönü.
Maxwell'in sağ el kuralını kullanmak da mümkündür: sağ elin geri çekilmiş parmağı elektrik akışı boyunca yönlendirildiğinde, kalan sıkılmış parmaklar elektromanyetik alanın yönünü gösterecektir.
Bu iki ilke kullanılarak, elektromanyetik akıları belirlemek için kullanılan aynı etki elde edilecektir.
Solenoid için sağ el kuralı
Dikkate alınan vida ilkesi veya Maxwell'in sağ el için düzenliliği, akımlı düz bir tele uygulanabilir. Bununla birlikte, elektrik mühendisliğinde iletkenin düz yerleştirilmediği ve vida kanununun buna uygulanmadığı cihazlar vardır. Her şeyden önce, bu indüktörler ve solenoidler için geçerlidir. Bir tür indüktör olarak bir solenoid, uzunluğu solenoidin çapından birçok kez daha büyük olan silindirik bir tel sargısıdır. İndüktör indüktörü, solenoidden yalnızca birkaç kat daha küçük olabilen iletkenin uzunluğunda farklılık gösterir.
Fransız matematikçi ve Fizik AM. Ampère, deneyleri sayesinde, elektrik akımı endüktans bobininden geçtiğinde, telin silindirik sargısının uçlarındaki pusula işaretçilerinin, EM alanın görünmez akışları boyunca ters uçlarını döndürdüğünü öğrendi ve kanıtladı. Bu tür deneyler, akım ile indüktörün yanında bir manyetik alanın oluştuğunu ve telin silindirik sargısının manyetik kutuplar oluşturduğunu kanıtladı. Telin silindirik sargısının elektrik akımı tarafından uyarılan elektromanyetik alan, kalıcı bir mıknatısın manyetik alanına benzer - telin silindirik sargısının EM akılarının çıktığı ucu kuzey kutbunu temsil eder ve karşı uç güneydir.
Manyetik kutupları ve indüktördeki EM çizgilerinin yönelimini akımla tanımak için solenoid için sağ el kuralı kullanılır. Bu bobini elinizle tutarsanız, avucunuzun parmaklarını doğrudan dönüşlerde elektronların akışına yerleştirirseniz, doksan derece hareket ettirilen başparmak, elektromanyetik arka planın yönünü ortasında ayarlayacaktır. solenoid - kuzey kutbu. Buna göre telin silindirik sargısının manyetik kutuplarının konumu bilinerek, dönüşlerde elektron akış yolunun belirlenmesi mümkündür.
sol el kanunu
Hans Christian Oersted, bir şantın yakınında bir manyetik alan olgusunu keşfettikten sonra, sonuçlarını Avrupa'daki çoğu bilim insanı ile hızla paylaştı. Sonuç olarak, Ampere A.-M. kısa bir süre sonra kendi yöntemlerini kullanarak iki paralel şantın elektrik akımı ile spesifik davranışı üzerine bir deneyi kamuoyuna açıkladı. Deneyin formülasyonu, elektriğin bir yönde aktığı paralel yerleştirilmiş tellerin karşılıklı olarak birbirine doğru hareket ettiğini kanıtladı. Buna göre bu tür şantlar, içlerinde akan “değişim” farklı yönlere dağılmak şartıyla birbirini itecektir. Bu deneyler, Ampère yasalarının temelini oluşturdu.
Testler, ana sonuçları dile getirmemizi sağlar:
- Kalıcı bir mıknatıs, "tersinir" bir iletken, elektrik yüklü hareketli bir parçacık, etraflarında bir EM bölgesine sahiptir;
- Bu bölgede hareket eden yüklü bir parçacık, EM arka planından bir miktar etkiye tabidir;
- Elektriksel "tersine çevirme", sırasıyla yüklü parçacıkların yönlendirilmiş hareketidir, elektromanyetik arka plan elektrikle şönte etki eder.
EM arka planı, Ampère kuvveti adı verilen bir tür basınç "değişimi" ile şantı etkiler. Bu özellik aşağıdaki formülle belirlenebilir:
FA=IBΔlsinα, burada:
- FA, Amper kuvvetidir;
- I elektriğin yoğunluğudur;
- B, manyetik indüksiyon modülünün vektörüdür;
- Δl şönt boyutudur;
- α, B yönü ile teldeki elektriğin seyri arasındaki açıdır.
α açısının doksan derece olması koşuluyla, bu kuvvet en büyüğüdür. Buna göre bu açı sıfır ise kuvvet de sıfırdır. Bu kuvvetin konturu, sol elin şekli ile ortaya çıkar.
Gimlet kuralını ve sol el kuralını incelerseniz, EM alanların oluşumuna ve bunların iletkenler üzerindeki etkisine ilişkin tüm yanıtları alacaksınız. Bu kurallar sayesinde bobinlerin endüktansını hesaplamak ve gerekirse karşı akımlar oluşturmak mümkündür. Elektrik motorlarının yapım prensibi genel olarak Ampère kuvvetlerine ve özel olarak sol el kuralına dayanmaktadır.
Video
Uzun süre elektrik ve manyetik alanlar ayrı ayrı incelendi. Ancak 1820'de Danimarkalı bilim adamı Hans Christian Oersted, fizik dersi sırasında manyetik iğnenin akım taşıyan bir iletkenin yakınında döndüğünü keşfetti (bkz. Şekil 1). Bu, akımın manyetik etkisini kanıtladı. Birkaç deney yaptıktan sonra Oersted, manyetik iğnenin dönüşünün iletkendeki akımın yönüne bağlı olduğunu buldu.
Pirinç. 1. Oersted'in deneyimi
Manyetik iğnenin akım taşıyan bir iletkenin yanında dönme prensibini hayal etmek için, iletkenin ucundan görünümü göz önünde bulundurun (bkz. Şekil 2, akım şekle yönlendirilir, - şekilden), yakınında manyetik iğneler takılır. Akımı geçtikten sonra, oklar belirli bir şekilde, zıt kutuplarda sıralanacaktır. Manyetik oklar manyetik çizgilere teğet olarak hizalandığından, akım taşıyan bir doğru iletkenin manyetik çizgileri çemberdir ve yönleri iletkendeki akımın yönüne bağlıdır.
Pirinç. 2. Akımlı doğrudan bir iletkenin yanındaki manyetik okların konumu
Bir iletkenin manyetik çizgilerinin akımla daha görsel olarak gösterilmesi için aşağıdaki deney yapılabilir. İletkenin etrafına akımla demir talaşları dökülürse, bir süre sonra iletkenin manyetik alanına düşen talaşlar mıknatıslanacak ve iletkeni kaplayan dairelere yerleştirilecektir (bkz. Şekil 3).
Pirinç. 3. Akım () ile iletken etrafındaki demir talaşlarının konumu
Akım taşıyan bir iletkenin yakınındaki manyetik çizgilerin yönünü belirlemek için, jilet kuralı(sağ vida kuralı) - gimlet'i iletkendeki akım yönünde vidalarsanız, gimlet kolunun dönme yönü akımın manyetik alan çizgilerinin yönünü gösterecektir (bkz. Şekil 4) .
Pirinç. 4. Gimlet kuralı ()
Ayrıca kullanabilirsin sağ el kuralı- sağ elinizin başparmağını iletkendeki akım yönüne doğrultursanız, dört bükülmüş parmak akımın manyetik alan çizgilerinin yönünü gösterecektir (bkz. Şekil 5).
Pirinç. 5. Sağ el kuralı ()
Bu kuralların her ikisi de aynı sonucu verir ve manyetik alan çizgilerinin yönü boyunca akımın yönünü belirlemek için kullanılabilir.
Akımlı bir iletkenin yakınında manyetik alan görünümü fenomeninin keşfedilmesinden sonra Oersted, araştırmasının sonuçlarını Avrupa'nın önde gelen bilim adamlarının çoğuna gönderdi. Bu verileri aldıktan sonra, Fransız matematikçi ve fizikçi Ampère bir dizi deneye başladı ve bir süre sonra halka iki paralel iletkenin akımla etkileşim deneyimini gösterdi. Ampere, iki paralel iletken bir yönde akıyorsa, bu tür iletkenlerin birbirini çektiğini (bkz. Şekil 6 b), eğer akım zıt yönlerde akarsa, iletkenlerin birbirini ittiğini (bkz. Şekil 6 a) buldu.
Pirinç. 6. Amper deneyimi ()
Ampère, deneylerinden şu sonuçları çıkardı:
1. Bir mıknatısın, bir iletkenin veya elektrik yüklü hareketli bir parçacığın etrafında bir manyetik alan vardır.
2. Bir manyetik alan, bu alanda hareket eden yüklü bir parçacığa bir miktar kuvvet uygular.
3. Elektrik akımı, yüklü parçacıkların yönlendirilmiş bir hareketidir, bu nedenle manyetik alan, akım taşıyan bir iletken üzerinde etki eder.
Şekil 7, akımın yönünün oklarla gösterildiği bir tel dikdörtgeni göstermektedir. Gimlet kuralını kullanarak, dikdörtgenin kenarlarına bir okla yönünü gösteren bir manyetik çizgi çizin.
Pirinç. 7. Problem için resim
Çözüm
Dikdörtgenin (iletken çerçeve) kenarları boyunca akım yönünde hayali bir halka vidalıyoruz.
Çerçevenin sağ tarafına yakın bir yerde, manyetik çizgiler iletkenin solundaki modelden çıkacak ve sağındaki modelin düzlemine girecektir. Bu, ok kuralı ile iletkenin solunda bir nokta ve sağında bir artı olarak gösterilir (bkz. Şekil 8).
Benzer şekilde, çerçevenin diğer kenarlarına yakın manyetik çizgilerin yönünü de belirliyoruz.
Pirinç. 8. Problem için resim
Bobinin etrafına manyetik iğnelerin yerleştirildiği Ampere deneyi, bobinden akım geçtiğinde, solenoidin uçlarına giden okların hayali çizgiler boyunca farklı kutuplarla yerleştirildiğini gösterdi (bkz. Şekil 9). Bu fenomen, akım ile bobinin yakınında bir manyetik alan olduğunu ve ayrıca solenoidin manyetik kutuplara sahip olduğunu gösterdi. Bobindeki akımın yönünü değiştirirseniz, manyetik iğneler döner.
Pirinç. 9. Ampère'in deneyimi. Akım taşıyan bir bobinin yanında manyetik alan oluşumu
Akım taşıyan bir bobinin manyetik kutuplarını belirlemek için, solenoid için sağ el kuralı(bkz. Şekil 10) - sağ elinizin ayasıyla solenoidi kavrarsanız, dönüşlerde dört parmağınızı akım yönünü gösterecek şekilde tutarsanız, başparmağınız solenoidin içindeki manyetik alan çizgilerinin yönünü gösterecektir; kuzey kutbundadır. Bu kural, bobinin dönüşlerindeki akımın yönünü manyetik kutuplarının konumuna göre belirlemenizi sağlar.
Pirinç. 10. Akımlı bir solenoid için sağ el kuralı
Bobinde akım geçişi sırasında Şekil 11'de gösterilen manyetik kutuplar oluşuyorsa bobindeki akımın yönünü ve akım kaynağındaki kutupları belirleyiniz.
Pirinç. 11. Problem için resim
Çözüm
Solenoid için sağ el kuralına göre, başparmak kuzey kutbunu gösterecek şekilde bobini sarın. Bükülmüş dört parmak iletkenin aşağısındaki akımın yönünü gösterecektir, bu nedenle akım kaynağının sağ kutbu pozitiftir (bkz. Şekil 12).
Pirinç. 12. Problem için resim
Bu derste, doğru akım taşıyan bir iletken ve akım taşıyan bir bobin (solenoid) yakınında manyetik alan oluşumu olgusunu inceledik. Bu alanların manyetik çizgilerini bulma kuralları da incelenmiştir.
Kaynakça
- A.V. Peryshkin, E.M. Gutnik. Fizik 9. - Bustard, 2006.
- G.N. Stepanova. Fizikte problemlerin toplanması. - M.: Aydınlanma, 2001.
- A. Fadeeva. Fizik testleri (7 - 11. sınıflar). - M., 2002.
- V. Grigoriev, G. Myakishev Doğadaki Kuvvetler. - M.: Nauka, 1997.
Ev ödevi
- İnternet portalı Clck.ru ().
- İnternet portalı Class-fizika.narod.ru ().
- İnternet portalı Festival.1september.ru ().