Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Услуги электрика | Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику | Электротехническая продукция

Электрик Инфо » Электрическая энергия в быту и на производстве » В помощь начинающим электрикам » Правило буравчика, правила правой и левой руки в электродинамике
6 апреля 2022
Количество просмотров: 2755
Комментарии к статье: 1


Правило буравчика, правила правой и левой руки в электродинамике


В разделах физики, изучающих магнитостатику и электродинамику, существует несколько простых мнемонических правил, призванных облегчить порядок определения направлений некоторых векторов в условиях, когда направление одного вектора зависит от ориентации другого. Речь о таких векторных величинах, как магнитная индукция, направление индукционного тока, сила Лоренца и сила Ампера.

Правило буравчика, правила правой и левой руки в электродинамике

Изначально необходимо понимать, что под словом «буравчик» имеется ввиду не обязательно штопор, но винт со стандартной правой резьбой, то есть с такой резьбой, что буравчик нужно ввинчивать вращая его по часовой стрелке, (правое вращение) тогда его острие станет двигаться, по мере ввинчивания, вперед относительно плоскости вращения рукоятки (если наблюдать за происходящим со стороны рукоятки, а не со стороны острия).

Буравчик

Чтобы уяснить для себя практическую суть правила буравчика, сначала рассмотрим общую его применимость для векторного произведения: изобразим перемножаемые векторы так, чтобы они начинались в одной точке, после этого будем вращать первый умножаемый вектор (x) кратчайшим путем ко второму вектору (y), на который умножаем.

Тогда, если подобным образом поворачивать рукоятку буравчика, он станет ввинчиваться как раз по вектору-произведению (z). Данное мнемоническое правило удобно для определения направления вектора B магнитной индукции поля, источником которого выступает ток I.

Вращение буравчика

Вектор магнитной индукции. Каноническое правило буравчика

Будем вращать рукоятку буравчика так, чтобы направление его поступательного движения совпадало с направлением тока в проводнике, тогда направление вращения рукоятки совпадет с направлением вектора магнитной индукции поля, порождаемого данным током.

Применение правила буравчика для проводника с током

Применение правила буравчика для проводника с током

Некоторым удобно использовать правило буравчика в форме правила правой руки.

В первом варианте данного правила предлагается заменить направление вращения ручки буравчика на обхват кулаком правой руки так, чтобы направление четырех пальцев было ориентировано от первого умножаемого вектора ко второму вектору сомножителю. В этом случае отогнутый большой палец будет символизировать направление вектора-произведения.

Данное правило удобно для нахождения направления вектора магнитной индукции B поля, создаваемого током I, а также поля, создаваемого катушкой с током. Кроме того, данное правило применимо для определения направления ЭДС индукции в контуре.

Если правой рукой так зажать проводник в кулак, чтобы отогнутый большой палец указывал направление тока в этом проводнике, то согнутые пальцы укажут направление векторов магнитной индукции поля, данным током порождаемого. Их направление - везде будет по касательной к линиям магнитной индукции, огибающим проводник.

Для катушки с током

Применение правила буравчика для катушки с током

Если обхватить катушку правой ладонью так, чтобы четыре пальца указывали направление тока в витках, то большой палец покажет направление вектора магнитной индукции поля внутри катушки.

Для пронизываемого изменяющимся магнитным потоком контура (ЭДС индукции)

Если указать отогнутым большим пальцем правой руки направление внешнего магнитного потока через контур, если он растет, и противоположное направление, если он убывает, то согнутые пальцы, охватывающие контур, покажут направление, противоположное направлению ЭДС, индуцируемой в этом контуре.

Правило правой руки - три пальца

Правило правой руки. Три пальца

Во втором варианте правила правой руки предлагается отогнуть большой, указательный и средний пальцы так, чтобы они оказались взаимно перпендикулярны. В этом случае большой палец будет символизировать своим направлением первый вектор-сомножитель, указательный палец — второй вектор-сомножитель, средний палец — вектор-произведение.

Данная конфигурация пальцев помогает определить направление F - силы Ампера и силы Лоренца, действующей на проводник с током I, помещенный в магнитное поле B, либо на движущийся в данном поле положительный заряд.

Правило правой руки - прямая ладонь

Правило правой руки. Прямая ладонь

Еще есть третий вариант правила правой руки, где используется распрямленная ладонь и отогнутый в сторону большой палец. Помогает определить направление индукционного тока I в проводнике, который движется в магнитном поле B под действием внешней силы F.

Расположим ладонь правой руки так, чтобы силовые линии магнитного поля входили в нее, а отогнутый большой палец был направлен в сторону движения проводника. Тогда четыре вытянутых пальца укажут направление индукционного тока в проводнике.

Правило левой руки - прямая ладонь

Существует аналогичный вариант правила левой руки — для определения направления F - силы Ампера и силы Лоренца, действующей на проводник с током I, помещенный в магнитное поле B.

Правило левой руки. Прямая ладонь

Расположим ладонь левой руки так, чтобы в нее входили линии индукции магнитного поля, при этом четыре вытянутые пальца направим по току, (по направлению движения положительно заряженной частицы либо против движения отрицательно заряженной частицы) тогда отогнутый большой палец покажет направление силы Ампера или силы Лоренца.

Основы электротехники на сайте "Школа для электрика": Самые важные законы электродинамики кратко и в доступной форме

Андрей Повный





Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Катушки индуктивности и магнитные поля
  • Принципы работы электрического двигателя для начинающих
  • История одного парадокса электротехники
  • Применение электростатической индукции в технике
  • Куда течет электричество
  • Эффект Холла и датчики на его основе
  • Как сделать электромагнит в домашних условиях
  • Как работают датчики и токовые клещи для измерения постоянного и переменног ...
  • Магнитное поле Земли
  • Роль источника ЭДС в электрической цепи
  • Категория: Электрическая энергия в быту и на производстве » В помощь начинающим электрикам

    Андрей Повный – все статьи

      Комментарии:

    #1 написал: Николай | [цитировать]

    Источник создает в проводнике направленное движение элементарных частиц. Также в XIX веке было замечено, что вокруг такого проводника возникает магнитное поле, вращающееся в ту или иную сторону. Правило буравчика позволяет определить только направление вращения. Пространственная конфигурация поля представляет собой своеобразную трубку, в центре которой находится проводник. Казалось бы: какая разница, как ведет себя это генерируемое магнитное поле! Однако Ампер также заметил, что два проводника с током действуют друг на друга своими магнитными полями, отталкивая или притягивая друг друга в зависимости от направления вращения их полей. В дальнейшем на основе ряда проведенных опытов Ампер сформулировал и обосновал свой закон взаимодействия (кстати, он лежит в основе работы электродвигателей). Мысленно начинаем накручивать буравчик со стандартной правой резьбой на проводник (вдоль него) так, чтобы возникающее поступательное движение было соосно направлению протекания тока. В этом случае вращение ручки будет совпадать с вращением магнитного поля. Это правило можно использовать несколько иначе (хотя основной смысл тот же): если правой рукой мысленно замкнуть проводник с током так, чтобы четыре согнутых пальца указывали в сторону вращения поля, то согнутый большой палец укажет направление тока, протекающего по проводнику. . Следовательно, верно и обратное: зная направление тока, «схватив» провод, можно узнать направление вектора вращения создаваемого магнитного поля. Это правило активно используется в расчетах индукторов, в которых в зависимости от направления витков можно влиять на протекающий ток (создавая при необходимости противоток).

    Добавление комментария
    Имя:*
    Комментарий:

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     


    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2022 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.