Главная - Статьи - Где применяют правило левой руки

Где применяют правило левой руки


Где применяют правило левой руки

Правило правой и левой руки: формулировка и применение


Для обозначения направления тока, магнитных линий и прочих физических значений в науке применяют правило левой руки и правило правой руки (закон буравчика или винта). Указанные методы на практике дают наиболее точные результаты. Рассмотрим более подробно каждый из них.

Это правило на практике достаточно удобно для определения такого значения магнитного поля, как направленность напряжённости.

Использовать это правило возможно при условии, что к проводнику с током будет прямолинейно расположено магнитное поле.

С его помощью можно без наличия специализированных приборов определить различные физические величины (момент сил, импульса, вектор магнитной индукции). Это правило:

  • поясняет особенность электромагнетизма;
  • объясняет физику движения магнитных полей, сопутствующих ему.

Формулировка правила буравчика состоит в следующем: если буравчик с правой нарезкой вкручивается вдоль линии тока, то направление магнитного поля совпадает с направлением рукоятки этого буравчика.

Основным принципом, используемым в правиле винта, является выбор направленности для базисов и векторов.

Зачастую на практике определено использовать правый базис.

Левые базисы используются крайне редко, в случае когда использование правого неудобно или в целом нецелесообразно. Этот принцип также применим и на соленоиде. Соленоидом называется катушка со вплотную привязанными витками. Главным требованием является протяжённость катушки, которая должна быть существенно больше, нежели её диаметр.

Главным требованием является протяжённость катушки, которая должна быть существенно больше, нежели её диаметр.

Кольца соленоида напоминают поле непрерывного магнита.

Магнитная стрелка, находясь в свободном вращении и находясь рядом с проводником тока, будет образовывать поле и устремиться занимать вертикальную позицию, проходящую вдоль проводника. В этом случае оно звучит так: если охватить соленоид таким образом, чтобы пальцы показывали на направленность тока в винтах, то выпяченный заглавный палец правой руки покажет направленность рядов магнитной индукции. Различные толкования правила буравчика говорят о том, что все его описания приспосабливаются к различным случаям их применения.

Правило правой руки говорит о следующем: охватив элемент, который исследуется таким образом, чтобы пальцы сжатого кулака показывали вектор магнитных линий, при поступательном движении вдоль магнитных линий, заглавный отогнутый на 90 градусов сравнительно ладошки палец покажет направленность движения тока. В случае когда дан движущийся проводник, принцип будет иметь следующую формулировку: разместить руку так, чтобы силовые линии поля вертикально вступали в ладонь; заглавный палец руки, выставленный вертикально, будет ориентировать направленность перемещения этого проводника, в этом случае четыре остальных выставленных пальца, будут иметь такую же направленность, как и индукционный ток.

Его применение присуще при расчёте катушек, в которых образуется влияние на ток, что влечёт за собой формирование при потребности противотока. В реальной жизни также применимо следствие этого принципа: если размесить ладошку правой руки так, чтобы линии магнитного силового поля входили в эту ладошку, а пальцы навести на линию перемещения заряженных частиц по оттопыренному заглавному пальцу, то возможно обозначить, куда будет направляться линия данной силы, оказывающая смещающее влияние на проводник.

Иными словами, силы, дающей возможность вращать момент силы на валу любого двигателя, работающего с помощью электрического тока. Рассмотрим правило: если разместить левую ладошку так, что четыре остальные пальца показывают направленность тока, то в этом случае линии индукции будут поступать в ладошку под прямым углом, а отвёрнутый заглавный палец и покажет вектор существующей силы.

Имеется иное обозначение. Направленность силы Ампера и силы Лоренца должен указывать выставленный главный палец левой руки в том случае, если оставшиеся четыре пальца будут размещены в сторону передвижения положительно и отрицательно заряженных элементов электрического тока, и линии индукции образованного поля будут вертикально входить в ладошку. Это изобретение считается теоретическим и практическим объяснением способа работы двигателей и генераторов, работающих с помощью электрического тока.

Можно сделать вывод, что знание данных правил и умение их использовать на практике, позволяют создавать и придумывать электрические приборы и успешно работать с ними. Это видео поможет вам лучше понять, что такое магнитное поле.

Что такое «Правило левой руки»? Ответ вы найдете в этом видео. Магнитное поле — Сила Лоренца.

© 2015-2020 LivePosts — Все права защищены.

Правило правой и левой руки в физике: применение в повседневной жизни

Вступив во взрослую жизнь, мало кто вспоминает школьный курс физики.

Однако иногда необходимо покопаться в памяти, ведь некоторые знания, полученные в юности, могут существенно облегчить запоминание сложных законов. Одним из таких является правило правой и левой руки в физике. Применение его в жизни позволяет понять сложные понятия (к примеру, определить направление аксиального вектора при известном базисном).

Сегодня попробуем объяснить эти понятия, и как они действуют языком, доступным простому обывателю, закончившему учёбу давно и забывшему ненужную (как ему казалось) информацию.Пётр Буравчик – это первый физик, сформулировавший правило левой руки для различных частиц и полей.

Оно применимо как в электротехнике (помогает определить направление магнитных полей), так и в иных областях. Оно поможет, к примеру, определить угловую скорость.Правило буравчика (правило правой руки) – это название не связано с фамилией физика, сформулировавшего его. Больше название опирается на инструмент, имеющий определённое направление шнека.

Обычно у буравчика (винта, штопора) т.н. резьба правая, входит в грунт бур по часовой стрелке. Рассмотрим применение этого утверждения для определения магнитного поля.Нужно сжать правую руку в кулак, подняв вверх большой палец.

Теперь немного разжимаем остальные четыре.

Именно они указывают нам направление магнитного поля.

Если же говорить кратко, правило буравчика имеет следующий смысл – вкручивая буравчик вдоль направления тока, увидим, что рукоять вращается по направлению линии вектора магнитной индукции.Рассматривая применение этого закона, начнём с правила правой руки.

Если известно направление вектора магнитного поля, при помощи буравчика можно обойтись без знания закона электромагнитной индукции. Представим, что винт передвигается вдоль магнитного поля. Тогда направление течения тока будет «по резьбе», то есть вправо.Обратим внимание на постоянный управляемый магнит, аналогом которого является соленоид.

По своей сути он является катушкой с двумя контактами. Известно, что ток движется от «+» к «-». Опираясь на эту информацию, берём в правую руку соленоид в таком положении, чтобы 4 пальца указывали направление течения тока.

Тогда вытянутый большой палец укажет вектор магнитного поля.Не стоит путать правила левой руки и буравчика – они предназначены для совершенно разных целей. При помощи левой руки можно определить две силы, вернее, их направление.
Это:

  • сила Лоренца;
  • сила Ампера.

Попробуем разобраться, как это работает.Расположим левую руку вдоль проводника так, чтобы пальцы были направлены в сторону протекания тока.

Большой палец будет указывать в сторону вектора силы Ампера, а в направлении руки, между большим и указательным пальцем будет направлен вектор магнитного поля. Это и будет правило левой руки для силы ампера, формула которой выглядит так:Располагаем три пальца левой руки (большой, указательный и средний) так, чтобы они находились под прямым углом друг к другу.
Это и будет правило левой руки для силы ампера, формула которой выглядит так:Располагаем три пальца левой руки (большой, указательный и средний) так, чтобы они находились под прямым углом друг к другу. Большой палец, направленный в этом случае в сторону, укажет направление силы Лоренца, указательный (направлен вниз) – направление магнитного поля (от северного полюса к южному), а средний, расположенный перпендикулярно в сторону от большого, – направление тока в проводнике.Формулу расчёта силы Лоренца можно увидеть на рисунке ниже.Разобравшись один раз с правилами правой и левой руки, уважаемый читатель поймёт, насколько легко ими пользоваться.

Ведь они заменяют знание многих законов физики, в частности, электротехники. Главное здесь – не забыть направление течения тока.Надеемся, что сегодняшняя статья была полезна нашим уважаемым читателям. При возникновении вопросов их можно оставить в обсуждениях ниже.

Редакция Seti.guru с удовольствием на них ответит в максимально сжатые сроки. Пишите, общайтесь, спрашивайте.

А мы, в свою очередь, предлагаем вам посмотреть короткое видео, которое поможет более полно понять тему нашего сегодняшнего разговора.

  • 24.04.2020, 13:14
  • 24.04.2020, 13:00
  • 24.04.2020, 11:45
  • 24.04.2020, 11:21
  • 24.04.2020, 11:14
  • 22.04.2020, 13:23

Получайте свежие обзоры прямо на свой EmailEmail address: Торжественно клянёмся не злоупотреблять Вашим доверием и рассылать полезные материалы не чаще 1 раза в неделю.Постоянный автор рубрик «Электрика» и «Слаботочка»

Правило правой и левой руки: формулировка и применение

Для простого рассмотрения методики использования ПБ данные, по какому методу и какое соответствие должно быть для тока в проводнике, движущемся в МП, представлены в виде таблицы.Метод определенияСоответствиеППРНаправление движения Бдействующей на проводник силеНаправление сложенных пальцевиндукционному токуВ нижеследующей таблице представлены метод и соответствие для левой руки.Метод определенияСоответствиеПЛРНаправление большого пальцадвижению контрольного проводаНаправление сложенных пальцевтоку в контрольном проводеИзвестно, что электроток — это направленное движение элементарных частиц, переносящих заряд электричества по имеющим электропроводимость проводникам.

Магнитные поля вокруг проводникаЕсли взять источник электродвижущей силы (ЭДС) с током, идущим по проводу замкнутой цепи, то есть от «плюса» к «минусу», то в окружении проводника происходят вращающиеся по определённому кругу, магнитные кругообороты, конфигурация которых имеет важное значение. Эти крутящиеся поля взаимодействуют друг с другом и могут притягивать или отталкивать проводники к себе и от себя. А зависит это от того, как и в какую сторону вращаются магнитные поля.Характер такой взаимосвязи был сформулирован Ампером в виде закона, который стал основой для возникновения электромоторов.

Без знания ПБ (правила буравчика) невозможно было бы изобрести электромотор.

В этом заключается экспериментальное применение правила.При расчёте катушек индукции характерным является использование ПБ, а именно с учётом стороны, в которую направлено завихрение, можно будет воздействовать на движущийся ток, в том числе создавать при необходимости противоток.Первые попытки описать электромагнитную силу были сделаны еще в XVIII веке. Ученые Генри Кавендиш и Тобиас Майер высказали предположение, что сила на магнитных полюсах и электрически заряженных объектах подчиняется закону обратных квадратов. Однако экспериментальное доказательство этого факта не было полным и убедительным.

Буравчика правило

В этом легко убедиться, проделав следующий опыт.Магнитное поле прямого проводника с током В отверстие горизонтально положенного листа картона вставляют прямолинейный проводник и пропускают через него ток. Насыпают на картон железные опилки и убеждаются в том, что они располагаются концентрическими окружностями, имеющими общий центр в точке пересечения проводником картонного листа. Магнитная стрелка, подвешенная на нити вблизи этого проводника, займет положение, указанное на рисунке.

При изменении направления тока в проводнике магнитная стрелка повернется на угол 180°, оставаясь в положении, перпендикулярном плоскости, проходящей вдоль проводника. В зависимости от направления тока в проводнике направление магнитных линий образуемого им магнитного поля определяется правилом буравчика, которое формулируется следующим образом: Если поступательное движение буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то вращательное движение его рукоятки указывает направление магнитных линий поля, образующегося вокруг этого проводника. Если по проволоке, согнутой в виде кольца, пропустить ток, то под действием его также возникнет магнитное поле.

Проволока, согнутая спирально и состоящая из нескольких витков, расположенных так, что оси их совпадают, называется соленоидом.

Магнитное поле соленоида При прохождении тока через обмотку соленоида или один виток проволоки возбуждается магнитное поле.

Направление этого поля также определяется правилом буравчика.

Если расположить ось буравчика перпендикулярно плоскости кольцевого проводника или вдоль оси соленоида и вращать его рукоятку по направлению тока, то поступательное движение этого буравчика укажет направление магнитных линий поля кольца или соленоида. Магнитное поле, возбужденное током обмотки соленоида, подобно магнитному полю постоянного магнита, т.

е. конец соленоида, из которого выходят магнитные линии, является его северным полюсом, а противоположный конец — южным.

Правило буравчика

При возникновении вопросов их можно оставить в обсуждениях ниже.

Редакция Seti. guru с удовольствием на них ответит в максимально сжатые сроки.

Пишите, общайтесь, спрашивайте.

А мы, в свою очередь, предлагаем вам посмотреть короткое видео, которое поможет более полно понять тему нашего сегодняшнего разговора. Источник: https://seti.guru/pravilo-pravoy-i-levoy-ruki-v-fizike-primenenie или правило правой руки впервые было сформулировано Петром Буравчиком.

Оно определяет направленность напряженности магнитного поля, которое рис. 1 находится прямолинейно проводнику с током.

Главное правило, которое используется в вариантах правила винта или буравчика и при формулировке правила правой руки – правило выбора направления векторного произведения и базисов. Оно достаточно простое при запоминании: если буравчик с правой нарезкой вкручивать по направлению тока, тогда направленность вращения рукоятки самого буравчика совпадает с направленностью магнитного поля, которое возбуждается током (рис.

Оно достаточно простое при запоминании: если буравчик с правой нарезкой вкручивать по направлению тока, тогда направленность вращения рукоятки самого буравчика совпадает с направленностью магнитного поля, которое возбуждается током (рис. 1). Необходимо обхватить проводник правой рукой, чтобы большой палец показывал направление тока, тогда остальные пальцы будут показывать линии магнитной индукции, которые огибают этот проводник и поля, которые создаются током, а также направление вектора магнитной индукции, что направленный везде по касательной к линиям.

Если через проволоку пропустить ток, то вокруг проволоки также возникнет магнитное поле.

Если проволока состоит из нескольких витков и оси этих витков совпадают, то она носит название соленоид (рис. 2). рис. 2 Магнитное поле возбуждается при прохождении тока через один виток (обмотку) соленоида.

Его направление зависит от направления тока. «Чтобы продвигаться, надо вертеться».

Представленное поле колец соленоида очень похоже на поле постоянного магнита. Направление линий поля соленоида можно определить при помощи правила буравчика, а также правила правой руки. Свободно вращающаяся магнитная стрелка, помещенная вблизи проводника с током, который образует магнитное поле, стремится занять перпендикулярное положение плоскости, которое проходит вдоль него.

Правило буравчика простым языком

Применение таких правил часто упрощает процесс вычислений.

Для векторного произведения Расположите векторы так, чтобы их начальные точки совпадали.

Для этой ситуации правило буравчика звучит так: Если один из векторов сомножителей вращать кратчайшим способом до совпадения направлений со вторым вектором, то буравчик, вращающийся подобным образом, будет завинчиваться в сторону, куда указывает векторное произведение.

По циферблату часов При расположении векторов способом совпадения их начальных точек можно определить направление вектора-произведения с помощью часовой стрелки. Для этого необходимо мысленно двигать кратчайшим путём один из векторов-сомножителей в сторону другого вектора.

Тогда, если смотреть со стороны вращения этого вектора по часовой стрелке, то аксиальный вектор будет направлен вглубь циферблата. Правила правой руки, для произведения векторов Существует два варианта правила.

Первый вариант: Если согнутые пальцы правой руки направить в сторону кратчайшего пути для совмещения вектора-сомножителя с другим сомножителем (векторы выходят из одной точки), то отведенный в сторону большой палец укажет направление аксиального вектора. Второй вариант: Если правую ладонь расположить таким образом, чтобы получилось совпадение большого пальца с первым вектором-сомножителем, а указательного – со вторым, то отведённый в сторону средний палец совпадёт с направлением вектора произведения. Для базисов Перечисленные выше правила применяются также для базисов.

Например, правило буравчика для правого базиса можно записать так: При вращении ручки буравчика и векторов таким образом, чтобы первый базисный вектор по кратчайшему пути стремился ко второму, то штопор будет завинчиваться в сторону третьего базисного вектора. Указанные правила универсальны.

Их можно переписать для механики с целью определения векторов:

  1. момента импульса.
  2. момента приложенных сил;
  3. механического вращения (определение угловой скорости);

Правила буравчика применяются также для уравнений Максвелла, что усиливает их универсальность.

Правило правой и левой руки в физике

Содержание: Связь между электричеством и магнетизмом обнаружили только в XIX веке. С тех пор люди имеют представление о магнитном поле.

Первым его обнаружил датский физик Х.Эрстед.

После его открытия многими учеными была проведена серия опытов, в ходе которых было открыто, что поле это широкого спектра действия (может выходить за рамки объекта) и имеет круговой характер движения. Далее исследовали направление этого движения.

Определили, что оно может быть направлено в разные стороны в зависимости от расположения полюсов и сил, действующих на проводник.

Так были открыты и сформулированы правила правой и левой руки. Одно из них определяет направление магнитных линий, другое — действующих на проводник сил.

Примечание Магнитное поле было принято обозначать специальными магнитными линиями (или линиями магнитной индукции): чем «гуще» линии, тем больше значение действующей силы магнитного поля.

Примечание Магнитные линии замкнутые и не свиваются.Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, .

Примечание Зная направление линий, можно определить направление вектора магнитной индукции, и наоборот. Потому что вектор направлен по касательной к каждой точке магнитных линий.

Хоть определение правила буравчика (винта\правой руки) и сформулировано ученым-физиком Петром Буравчиком, название происходит от специального инструмента с «правой» резьбой — буравчика или винта. Было замечено, что при вкручивании его в землю резьба движется по часовой стрелке, то есть вправо. Так было определено направление силовых линий магнитного поля.

Правило левой руки было введено следом. Оно помогает определить направление воздействия на сам проводник.

Определение Если направление движения буравчика совпадает с направлением тока внутри проводника, то ручка буравчика показывает направление вектора магнитной индукции.

Примечание Как пользоваться:

  • обхватить проводник ладонью правой руки;
  • большой палец направить вверх;
  • остальные пальцы покажут направление силовых линий магнитного поля этого тока (равно и направление вектора магнитной индукции).

Примечание Ток всегда течет от точки с большим потенциалом к точке с меньшим, то есть от «плюса» к «минусу».

Легко понять правило буравчика на примере обычного штопора. Он и выступает в роли буравчика как специального инструмента с резьбой, направленной вправо (вкручивается по часовой стрелке).

Можно использовать не только в электричестве — для определения направления магнитного поля. Также помогает определять угловую скорость.

Определение Соленоидом называется катушка с большим количеством витков.

Постоянный, направляемый магнит.

Если направление тока в соленоиде совпадает с направлением пальцев правой руки, то вытянутый большой палец покажет направление вектора магнитной индукции для этого соленоида. Нельзя объединять и путать с правилом буравчика. Их применяют с разными целями.

Определяет направление двух сил:

  • силы Лоренца;
  • силы Ампера.

Применение: нужно расположить три пальца левой руки (указательный, большой средний) под прямым углом друг к другу. Тогда большой покажет направление силы Лоренца, указательный (направленный вниз) определит направление магнитного поля, а средний — направление тока в проводнике. \(F_1N=\frac{q_0N}{\triangle t}B\perp I\) \(F_Л=q_0VB\perp\) Определение Если четыре вытянутых пальца левой руки расположены в направлении тока в проводнике, а вектор магнитной индукции входит в ладонь, то большой палец, направленный под прямым углом, покажет направление силы Ампера магнитного поля, действующей на данный проводник.

\(F_A=B\times J\times L\sin\left(\alpha\right)\) Пример 1 Простые задачи по физике на определение направления силы Ампера по правилу левой руки. Задача Дан магнит: слева север, справа юг. Куда направлена сила Ампера? Решение

  • ток направлен всегда от юга к северу (от положительного к отрицательному концу);
  • представим, что берем этот магнит в левую руку;
  • располагаем четыре пальца (кроме большого) по направлению тока (справа налево, от юга к северу);
  • расположение поставленного под прямым углом большого пальца покажет нам, что сила Ампера направлена вниз. Отмечаем:

Пример 2 Теперь север расположен справа, а юг слева.

Решение: ориентируясь на предыдущую задачу, можно сразу сделать вывод, что здесь сила Ампера будет направлена вверх. Либо снова проверить это, расположив правую руку по правилу левой руки.

Отмечаем направление: Более сложные задачи.

Пример 3 Задача Определите силу, с которой однородное магнитное поле действует на проводник длиной 20 см, если сила тока в нем 300 мА, расположенный под углом 45º к вектору магнитной индукции. Магнитная индукция составляет 0,5 Тл. Решение \(F_A=B\times J\times L\sin\left(\alpha\right)\) \(F_A=0,5\times0,2\times0,3\times\frac{\sqrt2}2=0,03\) H Пример 4 Задача Определить силу, оказывающую действие на заряд 0,005 Кл, движущийся в магнитном поле с индукцией 0,3 Тл со скоростью 200 м/с под углом 45º к вектору магнитной индукции.

Решение \(F_Л=q_0VB\perp\) \(F_Л=0,005\times0,3\times200\times\sin\left(45^\circ\right)=\frac{0,3\times\sqrt2}2\approx0,21\) H

Учимся применять правило левой руки

Физика – далеко не самый лёгкий предмет, тем более для тех, у кого проблемы с Ведь не секрет, что не все ладят со знаковыми системами, есть люди, которым нужно потрогать или, как минимум, увидеть то, что они изучают. К счастью, помимо формул и скучных книжек, есть и наглядные способы. Например, в данной статье рассмотрим, как определить направление электромагнитной силы с помощью руки, используя известное правило левой руки.Данное правило немного облегчает если не понимание законов, то хотя бы решение задач.

Правда, применить его сможет только тот, кто хоть немного разбирается в физике и её терминах.

Во многих учебниках присутствует изображение, весьма доходчиво объясняющее, как применять при решении задач правило левой руки.

Физика, впрочем, явно не та наука, где вам часто придётся прикладывать руку к наглядным моделям, поэтому развивайте воображение.Для начала нужно узнать направление движения тока в той части схемы, где вы собираетесь применить правило левой руки. Помните, что ошибка в определении направления покажет вам прямо противоположное направление электромагнитной силы, что автоматически сведёт на нет все ваши дальнейшие усилия и расчёты.

Помните, что ошибка в определении направления покажет вам прямо противоположное направление электромагнитной силы, что автоматически сведёт на нет все ваши дальнейшие усилия и расчёты.

Как только определите направление тока – расположите левую ладонь так, чтобы указывали данный курс.Далее необходимо найти направление вектора Если у вас возникнут с этим проблемы, стоит освежить свои знания с помощью учебников. Когда найдёте искомый вектор, поверните ладонь так, чтобы данный вектор входил в открытую ладонь всё той же левой руки.

Вся сложность применения правила левой руки заключается как раз в том, сможете ли вы правильно применить свои знания для нахождения постоянных векторов.Когда вы уверены, что ваша ладонь расположена должным образом, оттяните так, чтобы его положение стало перпендикулярным направлению тока (куда указывают остальные пальцы пуки).

Помните, что палец – далеко не самый точный показатель в физике, и в данном случае показывает лишь примерное направление.

Если вас интересует точность, то после того, как примените правило левой руки, с помощью транспортира доведите угол между направлением тока и направлением, указанным большим пальцем, до 90 градусов.Следует запомнить, что рассматриваемое правило не подходит для точных расчетов — оно может служить лишь для быстрого определения направления электромагнитной силы.

Кроме того, его использование требует дополнительных условий задачи, и потому не всегда применимо на практике.Естественно, не всегда можно приложить руку к изучаемому объекту, т. к. иной раз его вовсе не существует (в теоретических задачах).

В данном случае помимо воображения следует применять и другие способы. Например, можно нарисовать на бумаге схему и применить правило левой руки к рисунку. Саму руку можно также схематически изобразить на рисунке для большей наглядности.

Главное, не запутаться иначе можно наделать ошибок. Поэтому не забывайте помечать все линии подписями – самим же потом будет легче разобраться.

5 октября, 2013 Статья закончилась. Вопросы остались? Комментарии 0 Новые Обсуждаемые Популярные Загрузить аватар Отмена Ответить Редактирование комментария возможно в течении пяти минут после его создания, либо до момента появления ответа на данный комментарий.

Отмена Сохранить × Причина жалобы Нежелательная реклама или спам Материалы сексуального или порнографического характера Оскорбление Детская порнография Пропаганда наркотиков Насилие, причинение себе вреда Экстремизм Взлом аккаунта Фейковый аккаунт Другое Сообщить

Правило буравчика, правой и левой руки: кратко и понятно

Для базисов Все эти правила могут быть, конечно, переписаны для определения ориентации базисов.

Перепишем только два из них: Правило правой руки для базиса: x, y, z — правая система координат. Если в базисе (состоящем из векторов вдоль осей x, y, z) первый (большой) палец правой руки направить вдоль первого базисного вектора (то есть по оси x), второй (указательный) — вдоль второго (то есть по оси y), а третий (средний) окажется направленным (приблизительно) в направлении третьего (по z), то это правый базис (как и оказалось на рисунке). Правило буравчика (винта) для базиса: Если вращать буравчик и векторы так, чтобы первый базисный вектор кратчайшим образом стремился ко второму, то буравчик (винт) будет завинчиваться в направлении третьего базисного вектора, если это правый базис.

  1. Всё это, конечно, соответствует расширению обычного правила выбора направления координат на плоскости (х — вправо, у — вверх, z — на нас). Последнее может быть ещё одним мнемоническим правилом, в принципе способным заменить правило буравчика, правой руки и т. д. (впрочем, пользование им, вероятно, требует иногда определённого пространственного воображения, так как надо мысленно повернуть нарисованные обычным образом координаты до совпадения их с базисом, ориентацию которого мы хотим определить, а он может быть развернут как угодно).

Это интересно: Как сделать проходной выключатель своими руками: 3 схемы Правило левой руки: что можно определить, воспользовавшись им Не стоит путать правила левой руки и буравчика – они предназначены для совершенно разных целей. При помощи левой руки можно определить две силы, вернее, их направление.

Это:

  1. сила Лоренца;
  2. сила Ампера.

Попробуем разобраться, как это работает. Применение для силы Ампера Правило левой руки для силы Ампера: в чём оно заключается Расположим левую руку вдоль проводника так, чтобы пальцы были направлены в сторону протекания тока. Большой палец будет указывать в сторону вектора силы

§ 45.

Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки. —

Это:

  1. сила Ампера.
  2. сила Лоренца;

Попробуем разобраться, как это работает.

Применение для силы АмпераРасположим левую руку вдоль проводника так, чтобы пальцы были направлены в сторону протекания тока.

Большой палец будет указывать в сторону вектора силы Ампера, а в направлении руки, между большим и указательным пальцем будет направлен вектор магнитного поля.

Это и будет правило левой руки для силы ампера, формула которой выглядит так:

Располагаем три пальца левой руки (большой, указательный и средний) так, чтобы они находились под прямым углом друг к другу. Большой палец, направленный в этом случае в сторону, укажет направление силы Лоренца, указательный (направлен вниз) – направление магнитного поля (от северного полюса к южному), а средний, расположенный перпендикулярно в сторону от большого, – направление тока в проводнике.

Применение для силы ЛоренцаФормулу расчёта силы Лоренца можно увидеть на рисунке ниже.

Главное правило, которое может использоваться и в варианте правила буравчика (винта) и в варианте правила правой руки — это правило выбора направления для базисов и векторного произведения (или даже для чего-то одного из двух, т.

к. одно прямо определяется через другое). Главным оно является потому, что в принципе его достаточно для использования во всех случаях вместо всех остальных правил, если только знать порядок сомножителей в соответствующих формулах.Выбор правила для определения положительного направления векторного произведения и для положительного базиса(системы координат) в трехмерном пространстве — тесно взаимосвязаны.

Левая (на рисунке слева) и правая (справа) декартовы системы координат (левый и правый базисы).

Куда направлено «поле» или правило Буравчика

29 декабря 2020111 прочитали231 просмотр публикацииУникальные посетители страницы111 прочитали до концаЭто 48% от открывших публикацию1 минута — среднее время чтенияНедавно здесь обсуждали вопросы индукции и всяких там магнитных полей в витках проводников.

И я решил вспомнить теорию, и заглянул в любимую всеми свободную энциклопедию, где наткнулся на любопытное определение правила Буравчика:

«Вариант мнемонического правила для определения направления векторного произведения и тесно связанного с этим выбора правого базиса в трёхмерном пространстве, соглашения о положительной ориентации базиса в нём, и соответственно — знака любого аксиального вектора, определяемого через ориентацию базиса»

.Согласитесь, неподготовленному человеку такая формулировка ни о чём не говорит. Попробуем всё-таки разобраться с этим правилом, используя более простые определения и понятия.Направление линий магнитного поля в зависимости от направления токаВажно!

Здесь необходимо отметить, что линии магнитного поля будут направлены в строго определённую сторону и никогда в обратную – это аксиома.Итак, зная направление тока, мы можем точно сказать, в какую сторону будет направлен вектор магнитного поля и наоборот. Но это лишь в том случае, если мы держим такую картинку перед собой или хорошо её помним.

Но, оказывается, никаких картинок запоминать не нужно, поскольку существует простое мнемоническое правило, помогающее в определении направления векторов.

Называется это правило правилом Буравчика.Итак, перед нами классический буравчик или штопор. Начнём вворачивать его в древесину (пробку бутылки). Вращаем ручки, устройство медленно движется вперёд, погружаясь в материал.

Так вот, если направление движения конца штопора будет совпадать с направлением движения тока в проводнике, то направление вращения рукояток будет соответствовать направлению линий магнитного поля вокруг этого проводника.Иллюстрация, поясняющая принцип правила БуравчикаВажно! Используя это правило, необходимо учитывать, что гипотетический буравчик, которым мы пользуемся, имеет обычную правую резьбу.С буравчиком разобрались, всё очень просто и легко запоминается.

Но только в том случае, если мы отлично ориентируемся в том, как движется буравчик (штопор, болт, шуруп и т.п.) и в какую сторону его нужно крутить. Если человек путает направления вращения устройств с резьбой, то это мнемоническая подсказка будет мало полезной.Но есть ещё одно мнемоническое правило, которое поможет определить вектор магнитных силовых линий.

Это правило правой руки. Обхватим проводник пальцами правой руки так, чтобы отогнутый большой палец указывал направление движения тока в этом проводнике.

Тогда остальные 4 пальца нам укажут направление вращения магнитного поля.Иллюстрация, поясняющая правило правой рукиЭто правило – практически аналог правила Буравчика, но пользоваться им намного проще – главное не спутать правую руку с левой.Вот мы и разобрались с правилами, помогающими быстро и безошибочно определить направление вращения магнитного поля вокруг проводника, по которому течёт постоянный ток.

Вполне очевидно, что эти правила имеют и обратную силу.

Зная направление линий магнитного поля, легко определить в какую сторону течёт ток. Ничего сложного – всё просто и наглядно.p.s.

Скорее правильнее будет не «направление линий магнитного поля», а «направление линий магнитной индукции», но сути это не меняет, просто так проще воспринимать.Алексей Бартош специально для

Правило левой руки

Из курса физики известно, что действие магнитного поля на движущиеся заряды и на проводник с током заключается в появлении силы Лоренца или Ампера.

В отличие от большинства других сил, направление действия этих сил не совпадает с направлением действия поля, породившего их. Поэтому было сформулировано специальное мнемоническое правило — правило левой руки. Кратко рассмотрим порядок применения этого правила, разберём характерные примеры.

Магнитное поле порождается движущимися электрическими зарядами. И в свою очередь электрические заряды, движущиеся в магнитном поле, испытывают силовое воздействие с его стороны. Сила, действующая на движущийся заряд, называется силой Лоренца.

Рис. 1. Сила Лоренца. Модуль силы Лоренца равен: $$F_L = qvB sin \alpha$$ где:

  • $F_L$ — величина силы Лоренца;
  • $q$ — величина движущегося заряда;
  • $v$ — скорость движения заряда;
  • $B$ — индукция магнитного поля;
  • $\alpha$ — угол между векторами скорости и индукции.

Поскольку электрический ток представляет собой упорядоченное движение электрических зарядов, то в случае, когда он протекает через магнитное поле, силы Лоренца, действующие на отдельные носители, складываются в одну общую силу, которая называется силой Ампера. Рис. 2. Сила Ампера. Модуль силы Ампера определяется с помощью формулы, похожей на формулу силы Лоренца: $$F_A= I Δl B sin \alpha$$ где:

  • $F_ A$ — величина силы Ампера;
  • $I$ — сила тока в проводнике;
  • $Δl$ — длина проводника;
  • $B$ — индукция магнитного поля;
  • $\alpha$ — угол между векторами тока и индукции.

Схожесть формул объясняется тем, что сила Ампера является макроскопическим проявлением силы Лоренца.

Направление действия этих сил совпадает.

Заметим, что в обоих случаях сила возникает только тогда, когда вектор скорости движения зарядов и вектор магнитной индукции не параллельны.

Из геометрии известно, что два непараллельных вектора, отложенные из одной точки, однозначно определяют плоскость. Особенность сил Лоренца и Ампера в том, что эти силы всегда направлены перпендикулярно этой плоскости. Данный факт запомнить несложно.

Проблема состоит в том, что перпендикуляр к плоскости может быть отложен в двух направлениях. Как определить нужное направление? Обратимся к правилу левой руки.

звучит так. Если расположить левую руку так, чтобы четыре пальца были направлены по направлению движения положительного заряда (или по направлению тока), а линии магнитной индукции входили в ладонь, «прокалывая» её, то большой палец покажет направление силы Лоренца (или силы Ампера).

Как пользоваться этим правилом?

Разберём примеры. Допустим, ток по проводнику течёт слева направо. А линии магнитной индукции направлены вверх.

Направляем левую руку четырьмя пальцами вправо.

Ладонь должна «смотреть» вниз, так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь и «прокалывали» её. Отставленный большой палец покажет направление назад.

Это и будет направление силы Ампера в данном случае. Действительно, плоскость, образованная векторами тока и магнитной индукции, — вертикальна, и сила Ампера перпендикулярна ей. Другой пример. Электрон движется назад, «на наблюдателя», между полюсами магнита, причём северный находится справа.

Линии магнитной индукции направлены справа налево, следовательно, ладонь левой руки должна быть направлена вправо. Электрон заряжен отрицательно, то есть четыре пальца руки должны быть направлены против его движения — вперёд. Отставленный большой палец будет направлен вверх.

Это и будет направление силы Лоренца в данном случае.

Рис. 3. . — это правило, предназначенное для определения направления силы Лоренца или силы Ампера. По этому правилу, если четыре пальца левой руки будут указывать направление движения положительного заряда (направление тока), а линии магнитной индукции будут входить в ладонь, «прокалывая» её, то отставленный большой палец покажет направление силы Лоренца или Ампера.

  1. Вопрос 1 из 10
    • В увеличении модуля заряда
    • В изменении массы заряда
    • В появлении силы Лоренца
    • В появлении силы Архимеда

(новая вкладка) А какая ваша оценка?

Новые тестыБудь в числе первых на доске почета

  • Все
  • Литература
  • Русский язык
  • Чтение
  • География
  • Окружающий мир
  • Физика
  • Английский язык
  • Биология
  • Геометрия
  • Алгебра
  • Математика
  • Обществознание
  • Химия
  • Информатика
  • История России
  • История

Правило буравчика

Левые базисы принято использовать в основном когда использовать правый очень неудобно или вообще невозможно (например, если у нас правый базис отражается в зеркале, то отражение представляет собой левый базис, и с этим ничего не поделаешь). Поэтому правило для векторного произведения и правило для выбора (построения) положительного базиса взаимно согласованы. Они могут быть сформулированы так: (винта) для векторного произведения: Если нарисовать векторы так, чтобы их начала совпадали и вращать первый вектор-сомножитель кратчайшим образом ко второму вектору-сомножителю, то буравчик (винт), вращающийся таким же образом, будет завинчиваться в направлении вектора-произведения.

  1. (Под винтом и буравчиком здесь имеются в виду винт с правой резьбой, каковых абсолютное большинство в технике и что является в ней повсеместным стандартом, или буравчик также с правым винтом на острие, каково также абсолютное большинство реальных инструментов).
  2. Это можно переформулировать в терминах часовой стрелки, поскольку правый винт по определению это такой винт, который завинчивается (вперед), когда мы вращаем его .

Вариант правило буравчика (винта) для векторного произведения через часовую стрелку: Если нарисовать векторы так, чтобы их начала совпадали и вращать первый вектор-сомножитель кратчайшим образом ко второму вектору-сомножителю и смотреть с той стороны, чтобы это вращение было для нас по часовой стрелке, вектор-произведение будет направлен от нас (завинчиваться вглубь часов).