قانون گیملت برای چیست؟ قانون دست راست قانون سمت چپ جهت فعلی

قانون گیملت یا قانون دست راست اولین بار توسط پیتر بوراوچیک تدوین شد. جهت شدت میدان مغناطیسی را تعیین می کند که

مستقیماً روی هادی حامل جریان قرار دارد.

قانون اصلی که در انواع قاعده پیچ یا گیملت و در فرمول بندی قاعده دست راست استفاده می شود، قانون انتخاب جهت حاصلضرب برداری و پایه ها است. به خاطر سپردن آن بسیار ساده است: اگر گیره ای با رزوه سمت راست در جهت جریان پیچ شود، جهت چرخش دسته گیره خود با جهت میدان مغناطیسی که توسط آن برانگیخته می شود، مطابقت دارد. جریان (شکل 1).

لازم است هادی را با دست راست خود ببندید تا شست جهت جریان را نشان دهد، سپس انگشتان باقی مانده خطوط القای مغناطیسی را که در اطراف این هادی می چرخند و میدان هایی که توسط جریان ایجاد می شود را نشان دهند. به عنوان جهت بردار القای مغناطیسی که در همه جا مماس بر خطوط هدایت می شود. اگر جریانی از سیم عبور کند، میدان مغناطیسی نیز در اطراف سیم ایجاد می شود.

اگر سیم از چند پیچ ​​تشکیل شده باشد و محورهای این پیچ ها بر هم منطبق باشد، آن را یک سلونوئید می نامند (شکل 2).

برنج. 2

میدان مغناطیسی با عبور جریان از یک دور (سیم پیچ) شیر برقی تحریک می شود. جهت آن به جهت جریان بستگی دارد.

میدان ارائه شده از حلقه های شیر برقی بسیار شبیه به میدان آهنربای دائمی است. جهت خطوط میدان شیر برقی را می توان با استفاده از قانون جیملت و همچنین قانون دست راست تعیین کرد. یک سوزن مغناطیسی آزادانه در حال چرخش، که در نزدیکی رسانایی با جریانی که میدان مغناطیسی را تشکیل می‌دهد، قرار می‌گیرد و تمایل دارد موقعیتی عمود بر صفحه‌ای که در امتداد آن قرار دارد، بگیرد.

قانون دست راست برای شیر برقی: اگر شیر برقی را با دست راست خود بگیرید به طوری که چهار انگشت جهت جریان را در پیچ ها نشان دهد، انگشت شست جهت خطوط میدان مغناطیسی در خود شیر برقی را نشان می دهد.

هنگامی که حرکت انتقالی گیره با جهت جریان در رسانا منطبق است، حرکات چرخشی دسته گیره جهات خطوط میدان مغناطیسی را نشان می دهد که در اطراف هادی ایجاد می شوند. اگر دست راست طوری قرار گیرد که تمام خطوط میدان مغناطیسی وارد آن شود و انگشت شست در جهت حرکت هادی قرار گیرد، آنگاه چهار انگشت جهت جریان القایی را نشان خواهند داد.

www.studyguide.ru

توضیح ساده قانون گیملت

توضیح نام

بیشتر مردم ذکر این موضوع را از یک دوره فیزیک، یعنی بخش الکترودینامیک به خاطر دارند. این به دلیلی اتفاق افتاد، زیرا این یادداشت اغلب به دانش‌آموزان داده می‌شود تا درک آن‌ها از مطالب را ساده‌تر کند. در واقع قانون گیملت هم در الکتریسیته برای تعیین جهت میدان مغناطیسی و هم در بخشهای دیگر مثلاً برای تعیین سرعت زاویه ای استفاده می شود.

گیملت ابزاری است برای حفاری سوراخ هایی با قطر کوچک در مواد نرم برای یک فرد مدرن، استفاده از چوب پنبه به عنوان نمونه رایج تر است.

مهم!فرض بر این است که گیره، پیچ یا پیچ چوب پنبه دارای رزوه سمت راست است، یعنی جهت چرخش آن هنگام سفت شدن در جهت عقربه های ساعت است، یعنی. به سمت راست.

ویدیوی زیر فرمول کامل قانون گیملت را ارائه می دهد، حتماً آن را تماشا کنید تا کل موضوع را متوجه شوید:

ارتباط میدان مغناطیسی با جملت و دست ها چگونه است؟

در مسائل فیزیک، هنگام مطالعه کمیت های الکتریکی، فرد اغلب با نیاز به یافتن جهت جریان از بردار القای مغناطیسی و بالعکس مواجه می شود. این مهارت ها همچنین هنگام حل مسائل پیچیده و محاسبات مربوط به سیستم های میدان مغناطیسی مورد نیاز خواهد بود.

قبل از شروع بررسی قوانین، می خواهم به شما یادآوری کنم که جریان از نقطه ای با پتانسیل بالاتر به نقطه ای با پتانسیل پایین تر می رود. می توان ساده تر گفت - جریان از مثبت به منفی جریان می یابد.

قاعده گیملت به این معناست: وقتی نوک گیملت در جهت جریان پیچ می شود، دسته در جهت بردار B (بردار خطوط القای مغناطیسی) می چرخد.

قانون دست راست به این صورت عمل می کند:

انگشت شست خود را طوری قرار دهید که گویی "باحال" را نشان می دهید، سپس دست خود را بچرخانید تا جهت جریان و انگشت بر هم منطبق باشند. سپس چهار انگشت باقیمانده با بردار میدان مغناطیسی منطبق خواهند شد.

تحلیل بصری قانون دست راست:

برای مشاهده واضح تر، آزمایشی انجام دهید - براده های فلزی را روی کاغذ پراکنده کنید، سوراخی در ورق ایجاد کنید و سیمی را نخ کنید، پس از اعمال جریان به آن، خواهید دید که براده ها به دایره های متحدالمرکز گروه می شوند.

میدان مغناطیسی در یک شیر برقی

همه موارد فوق برای یک هادی مستقیم صادق است، اما اگر هادی به یک سیم پیچ پیچیده شود چه؟

ما قبلاً می دانیم که وقتی جریان در اطراف یک هادی جریان می یابد، یک میدان مغناطیسی ایجاد می شود، یک سیم پیچ سیمی است که بارها در اطراف یک هسته یا سنبه حلقه می شود. میدان مغناطیسی در این حالت افزایش می یابد. سلونوئید و سیم پیچ در اصل یکسان هستند. ویژگی اصلی این است که خطوط میدان مغناطیسی به همان روشی که در موقعیت یک آهنربای دائمی وجود دارد اجرا می شود. سلونوئید آنالوگ کنترل شده دومی است.

قانون دست راست برای سلونوئید (سیم پیچ) به ما کمک می کند جهت میدان مغناطیسی را تعیین کنیم. اگر سیم پیچ را در دست بگیرید و چهار انگشت خود را در جهتی که جریان جریان دارد بگیرید، انگشت شست شما به بردار B در وسط سیم پیچ اشاره می کند.

اگر یک گیملت را در امتداد پیچ ​​ها بچرخانید، دوباره در جهت جریان، یعنی. از ترمینال "+" به ترمینال "-" شیر برقی، سپس انتهای تیز و جهت حرکت با بردار القای مغناطیسی مطابقت دارد.

به عبارت ساده، هر جا که گیمل را بچرخانید، خطوط میدان مغناطیسی بیرون می آیند. همین امر برای یک چرخش (رسانای دایره ای) صادق است.

تعیین جهت جریان با گیملت

اگر جهت بردار B - القای مغناطیسی را می دانید، به راحتی می توانید این قانون را اعمال کنید. به طور ذهنی گیملت را در جهت میدان در سیم پیچ با قسمت تیز به سمت جلو حرکت دهید، به ترتیب چرخش در جهت عقربه های ساعت در امتداد محور حرکت نشان می دهد که جریان در کجا جریان دارد.

اگر هادی صاف است، دسته چوب پنبه را در امتداد بردار مشخص شده بچرخانید، به طوری که این حرکت در جهت عقربه های ساعت باشد. دانستن اینکه دارای رزوه سمت راست است - جهتی که در آن پیچ می شود با جریان مطابقت دارد.

آنچه با دست چپ متصل است

برای تعیین نیروی وارد بر هادی، قاعده و قاعده دست چپ را اشتباه نگیرید. کف صاف شده دست چپ در امتداد هادی قرار دارد. انگشتان در جهت جریان جریان I اشاره می کنند. خطوط میدان از کف دست باز عبور می کنند. انگشت شست با بردار نیرو منطبق است - این معنای قانون دست چپ است. این نیرو را نیروی آمپر می نامند.

می توانید این قانون را برای یک ذره باردار منفرد اعمال کنید و جهت 2 نیرو را تعیین کنید:

تصور کنید که یک ذره با بار مثبت در یک میدان مغناطیسی حرکت می کند. خطوط بردار القای مغناطیسی بر جهت حرکت آن عمود هستند. باید کف دست چپ باز خود را با انگشتان خود در جهت حرکت بار قرار دهید، بردار B باید در کف دست نفوذ کند، سپس انگشت شست جهت بردار فا را نشان می دهد. اگر ذره منفی باشد، انگشتان بر خلاف جهت بار اشاره می کنند.

اگر نکته‌ای برای شما مبهم بود، ویدیو به وضوح نحوه استفاده از قانون دست چپ را نشان می‌دهد:

مهم دانستن است!اگر جسمی دارید و نیرویی روی آن وارد می‌شود که می‌خواهد آن را بچرخاند، پیچ را در این جهت بچرخانید و مشخص می‌کنید که لحظه نیرو به کجا هدایت می‌شود. اگر ما در مورد سرعت زاویه ای صحبت می کنیم، در اینجا وضعیت به این صورت است: وقتی پیچ چوب پنبه در همان جهت چرخش بدنه می چرخد، در جهت سرعت زاویه ای پیچ می شود.

تسلط بر این روش های تعیین جهت نیروها و میدان ها بسیار آسان است. چنین قوانین یادگاری در برق وظایف دانش آموزان و دانش آموزان را بسیار تسهیل می کند. حتی یک قوری پر می‌تواند با یک قلوه مقابله کند اگر حداقل یک بار شراب را با چوب پنبه باز کرده باشد. نکته اصلی این است که فراموش نکنید جریان در کجا جریان دارد. تکرار می کنم که استفاده از گیمل و دست راست اغلب با موفقیت در مهندسی برق استفاده می شود.

احتمالاً نمی دانید:

یک میدان مغناطیسی

- این نوع خاصی از ماده است که از طریق آن برهمکنش بین ذرات باردار الکتریکی متحرک رخ می دهد.

خواص میدان مغناطیسی (ایستا).

دائمی (یا ثابت)میدان مغناطیسی میدان مغناطیسی است که در طول زمان تغییر نمی کند.

1. میدان مغناطیسی ایجاد شده استذرات و اجسام باردار متحرک، هادی های حامل جریان، آهنرباهای دائمی.

2. میدان مغناطیسی معتبرروی ذرات و اجسام باردار متحرک، روی رساناهای دارای جریان، روی آهنرباهای دائمی، روی یک قاب با جریان.

3. میدان مغناطیسی گرداب، یعنی منبع ندارد

- اینها نیروهایی هستند که هادی های حامل جریان بر روی یکدیگر عمل می کنند.

.

مشخصه قدرت میدان مغناطیسی است.

بردار القای مغناطیسی همیشه به همان روشی هدایت می شود که یک سوزن مغناطیسی آزادانه در حال چرخش در یک میدان مغناطیسی است.

واحد SI القای مغناطیسی:

خطوط القای مغناطیسی

- اینها خطوط مماس هستند که در هر نقطه بردار القای مغناطیسی بر آنها مماس است.

میدان مغناطیسی یکنواخت- این یک میدان مغناطیسی است که در آن بردار القای مغناطیسی در اندازه و جهت ثابت است. مشاهده شده بین صفحات یک خازن تخت، در داخل یک شیر برقی (اگر قطر آن بسیار کوچکتر از طول آن باشد) یا داخل یک آهنربای نواری.

میدان مغناطیسی یک هادی مستقیم حامل جریان:

جهت جریان در هادی به سمت ما عمود بر صفحه ورق کجاست؟
- جهت جریان در هادی دور از ما عمود بر صفحه ورق است.

میدان مغناطیسی سلونوئید:

میدان مغناطیسی یک آهنربای نواری:

- مشابه میدان مغناطیسی یک شیر برقی.

خواص خطوط القای مغناطیسی

- جهت داشته باشد.
- مداوم؛
-بسته (یعنی میدان مغناطیسی گردابی است)؛
- تقاطع نکنید
- چگالی آنها برای قضاوت در مورد مقدار القای مغناطیسی استفاده می شود.

جهت خطوط القای مغناطیسی

- با قاعده گیملت یا قانون دست راست تعیین می شود.

قانون گیملت (بیشتر برای یک هادی مستقیم که جریان را حمل می کند):

قانون دست راست (عمدتاً برای تعیین جهت خطوط مغناطیسی
داخل شیر برقی):

کاربردهای احتمالی دیگری از قواعد جیملت و دست راست وجود دارد.

نیرویی است که میدان مغناطیسی بر روی یک هادی حامل جریان اثر می کند.

ماژول نیروی آمپر برابر است با حاصلضرب قدرت جریان در هادی با بزرگی بردار القای مغناطیسی، طول هادی و سینوس زاویه بین بردار القای مغناطیسی و جهت جریان در هادی. .

اگر بردار القای مغناطیسی عمود بر هادی باشد، نیروی آمپر حداکثر است.

اگر بردار القای مغناطیسی موازی با هادی باشد، میدان مغناطیسی هیچ تاثیری بر هادی حامل جریان ندارد، یعنی. نیروی آمپر صفر است.

جهت نیروی آمپر با تعیین می شود قانون دست چپ:

اگر دست چپ طوری قرار گیرد که جزء بردار القای مغناطیسی عمود بر هادی وارد کف دست شود و 4 انگشت کشیده در جهت جریان هدایت شوند، آنگاه شست خم شده 90 درجه جهت نیروی وارده را نشان می دهد. روی هادی حامل جریان

یا

اثر میدان مغناطیسی بر روی یک قاب با جریان

یک میدان مغناطیسی یکنواخت قاب را جهت می دهد (یعنی یک گشتاور ایجاد می شود و قاب به موقعیتی می چرخد ​​که بردار القای مغناطیسی عمود بر صفحه قاب باشد).

یک میدان مغناطیسی غیر یکنواخت، قاب حامل جریان را جذب یا دفع می کند.

بنابراین، در میدان مغناطیسی یک رسانای مستقیم با جریان (غیر یکنواخت)، قاب دارای جریان در امتداد شعاع خط مغناطیسی جهت گیری می کند و بسته به جهت جریان از هادی مستقیم با جریان جذب یا دفع می شود. جریان ها

موضوع "پدیده های الکترومغناطیسی" برای کلاس هشتم را به خاطر بسپارید:

class-fizika.narod.ru

تعیین جهت خطوط میدان مغناطیسی قانون گیملت قانون دست راست

قانون GIMLE برای یک هادی مستقیم که جریان را حمل می کند

- برای تعیین جهت خطوط مغناطیسی (خطوط القای مغناطیسی)
در اطراف یک هادی مستقیم که جریان را حمل می کند.

اگر جهت حرکت انتقالی گیملت با جهت جریان در هادی منطبق باشد، جهت چرخش دسته گیره با جهت خطوط میدان مغناطیسی جریان منطبق است.

فرض کنید هادی حامل جریان عمود بر صفحه ورق قرار دارد:
1. ایمیل جهت. جریان از ما (به صفحه ورق)

طبق قانون گیملت، خطوط میدان مغناطیسی در جهت عقربه های ساعت هدایت می شوند.

سپس، طبق قانون گیملت، خطوط میدان مغناطیسی در خلاف جهت عقربه های ساعت هدایت می شوند.

قانون دست راست برای شیر برقی، یعنی. سیم پیچ های فعلی

- برای تعیین جهت خطوط مغناطیسی (خطوط القای مغناطیسی) در داخل شیر برقی کار می کند.

اگر شیر برقی را با کف دست راست خود ببندید تا چهار انگشت در امتداد جریان در پیچ ها هدایت شوند، آنگاه شست کشیده شده جهت خطوط میدان مغناطیسی داخل شیر برقی را نشان می دهد.

1. چگونه 2 سیم پیچ با جریان با یکدیگر تعامل دارند؟

2. اگر نیروهای اندرکنش مانند شکل هدایت شوند، جریان های سیم ها چگونه هدایت می شوند؟

3. دو هادی موازی یکدیگر هستند. جهت جریان در هادی LED را نشان دهید.

من مشتاقانه منتظر راه حل در درس بعدی در "5" هستم!

مشخص است که ابررساناها (موادی که در دماهای معین عملاً مقاومت الکتریکی آنها صفر است) می توانند میدان های مغناطیسی بسیار قوی ایجاد کنند. آزمایش هایی برای نشان دادن میدان های مغناطیسی مشابه انجام شده است. پس از سرد شدن ابررسانای سرامیکی با نیتروژن مایع، آهنربای کوچکی روی سطح آن قرار داده شد. نیروی دافعه میدان مغناطیسی ابررسانا به قدری زیاد بود که آهنربا بالا آمد، در هوا معلق بود و روی ابررسانا معلق بود تا اینکه ابررسانا با گرم شدن، خواص خارق العاده خود را از دست داد.

قانون دست راست و چپ در فیزیک: کاربرد در زندگی روزمره

با ورود به بزرگسالی، کمتر کسی دوره فیزیک مدرسه را به یاد می آورد. با این حال، گاهی اوقات لازم است که در حافظه خود عمیق شوید، زیرا برخی از دانش های به دست آمده در دوران جوانی می تواند حفظ قوانین پیچیده را تا حد زیادی تسهیل کند. یکی از اینها قانون دست راست و چپ در فیزیک است. استفاده از آن در زندگی به شما امکان می دهد مفاهیم پیچیده را درک کنید (به عنوان مثال، جهت بردار محوری را با یک مبنای شناخته شده تعیین کنید). امروز سعی خواهیم کرد این مفاهیم و نحوه کار آنها را به زبانی که برای مردم عادی که مدتها پیش فارغ التحصیل شده و اطلاعات غیر ضروری (به نظر او به نظر می رسید) در دسترس است، توضیح دهیم.

در مقاله بخوانید:

تدوین قانون گیملت

پیتر بوراوچیک اولین فیزیکدانی است که قانون دست چپ را برای ذرات و میدان های مختلف فرموله کرد. هم در مهندسی برق (به تعیین جهت میدان های مغناطیسی کمک می کند) و هم در زمینه های دیگر قابل استفاده است. برای مثال به تعیین سرعت زاویه ای کمک می کند.

قانون گیملت (قانون دست راست) - این نام به نام فیزیکدانی که آن را فرموله کرده است مربوط نمی شود. این نام بیشتر بر اساس ابزاری است که جهت خاصی از پیچ دارد. معمولا یک گیره (پیچ، چوب پنبه) به اصطلاح دارد نخ سمت راست است، مته در جهت عقربه های ساعت وارد زمین می شود. بیایید کاربرد این عبارت را برای تعیین میدان مغناطیسی در نظر بگیریم.

شما باید دست راست خود را در مشت ببندید و شست خود را بالا بیاورید. حالا چهار تای دیگر را کمی شل کنیم. آنها کسانی هستند که جهت میدان مغناطیسی را به ما می گویند. به طور خلاصه قانون گیملت به معنای زیر است - با پیچاندن گیملت در جهت جریان، خواهیم دید که دسته در جهت خط بردار القای مغناطیسی می چرخد.

قانون دست راست و چپ: کاربرد در عمل

با توجه به اعمال این قانون، از قانون دست راست شروع می کنیم. اگر جهت بردار میدان مغناطیسی مشخص باشد، با استفاده از گیملت می توانید بدون دانستن قانون القای الکترومغناطیسی این کار را انجام دهید. بیایید تصور کنیم که پیچ در امتداد میدان مغناطیسی حرکت می کند. سپس جهت جریان "در امتداد نخ"، یعنی به سمت راست خواهد بود.

اجازه دهید به یک آهنربای کنترل شده دائمی توجه کنیم که مشابه آن یک شیر برقی است. در هسته آن یک سیم پیچ با دو کنتاکت است. مشخص است که جریان از "+" به "-" حرکت می کند. بر اساس این اطلاعات، شیر برقی را در دست راست به گونه ای می گیریم که 4 انگشت جهت جریان جریان را نشان می دهد. سپس انگشت شست باز شده بردار میدان مغناطیسی را نشان می دهد.

اعمال قانون دست راست در شیر برقی

قانون دست چپ: چه چیزی را می توان با استفاده از آن تعیین کرد

قوانین دست چپ و جیملت را اشتباه نگیرید - آنها برای اهداف کاملا متفاوت در نظر گرفته شده اند. با کمک دست چپ خود می توانید دو نیرو یا بهتر بگوییم جهت آنها را تعیین کنید. این:

بیایید سعی کنیم بفهمیم که چگونه کار می کند.

برنامه برای قدرت آمپر

قانون دست چپ برای نیروی آمپر: چیست؟

دست چپ خود را در امتداد هادی قرار دهید تا انگشتان شما در جهت جریان جریان قرار گیرند. انگشت شست در جهت بردار نیروی آمپر و بردار میدان مغناطیسی در جهت دست، بین شست و انگشت اشاره هدایت می شود. این قانون سمت چپ برای قدرت آمپر خواهد بود که فرمول آن به این صورت است:

قانون دست چپ برای نیروی لورنتس: تفاوت با قبلی

سه انگشت دست چپ (شست، سبابه و وسط) را طوری قرار می دهیم که با هم زاویه قائمه داشته باشند. انگشت شست که در این مورد به طرفین هدایت می شود، جهت نیروی لورنتس را نشان می دهد، انگشت اشاره (به سمت پایین) جهت میدان مغناطیسی (از قطب شمال به جنوب) و انگشت وسط را نشان می دهد. عمود بر دور از انگشت شست، جهت جریان در هادی را نشان می دهد.

فرمول محاسبه نیروی لورنتس در شکل زیر قابل مشاهده است.

نتیجه

هنگامی که قوانین دست راست و چپ را درک کردید، خواننده عزیز متوجه می شود که استفاده از آنها چقدر آسان است. پس از همه، آنها جایگزین دانش بسیاری از قوانین فیزیک، به ویژه مهندسی برق می شوند. نکته اصلی در اینجا این است که جهت جریان جریان را فراموش نکنید.

با استفاده از دستان خود می توانید پارامترهای مختلفی را تعیین کنید

محبوب:

• نحوه تهیه درخواست از یک شهروند خارجی یا شخص بدون تابعیت برای ثبت نام در محل اقامت ساکن یک ایالت دیگر که به فدراسیون روسیه وارد شده است باید درخواستی از یک شهروند خارجی یا […]
• ثبت نام مهدکودک: چگونه از طریق ثبت نام الکترونیکی به مهدکودک برویم؟ ثبت نام در مهدکودک یک روش دردسرساز و ناخوشایند است. حداقل تا همین اواخر اینطور بود. فناوری های مدرن به گونه ای طراحی شده اند که زندگی را با ساده [...]
• قانون در مورد پرداخت تعمیرات اساسی چه می گوید آیا مزایایی برای بازنشستگان وجود دارد؟ جبران سهم - بازنشستگان چقدر باید پرداخت کنند؟ از ابتدای سال 2016، قانون فدرال شماره 271 «در مورد تعمیرات اساسی در […]
• مفهوم و مفهوم موضوع جرم. طبقه بندی اشیاء موضوع جرم. قربانی. موضوع جرم روابط اجتماعی مورد حمایت قانون کیفری است که در اثر ارتکاب جرم آسیب می بیند [...]
• جدول جدید جریمه های رانندگی از ابتدای سال 2018، تعدیل های زیادی در سیستم جاده ای روسیه ظاهر می شود که بر جریمه های رانندگی نیز تأثیر خواهد گذاشت. اکنون همه کاربران جاده - رانندگان و عابران پیاده - ملزم به […]
• اخراج به میل اخراج به میل خود (به عبارت دیگر به ابتکار کارمند) یکی از رایج ترین دلایل فسخ قرارداد کار است. طرح خاتمه کار [...]
• عناصر ترکیبی قوانین محصول اکثر مسائل ترکیبی با استفاده از دو قانون اساسی حل می شوند - قانون جمع و قانون محصول. قانون جمع اگر می توان یک شی را به روش هایی انتخاب کرد و دیگری [...]
• اگر یک تاکسی مجوز نداشته باشد، در سال 2018 چه میزان جریمه خواهد بود همانطور که می دانید، مشاغل کوچک در سراسر جهان وظیفه محرک اصلی اقتصاد را بر عهده دارند؟ روسیه در این مورد مستثنی نیست. دولت و قانونگذاران […]

با تشکر از آموزش تصویری امروز، ما یاد خواهیم گرفت که چگونه یک میدان مغناطیسی با تأثیر آن بر جریان الکتریکی تشخیص داده می شود. بیایید قانون دست چپ را به یاد بیاوریم. از طریق آزمایش می آموزیم که چگونه یک میدان مغناطیسی با تأثیر آن بر جریان الکتریکی دیگر تشخیص داده می شود. بیایید مطالعه کنیم که قانون دست چپ چیست.

در این درس به موضوع تشخیص میدان مغناطیسی از طریق تأثیر آن بر جریان الکتریکی می پردازیم و با قانون سمت چپ آشنا می شویم.

بیایید به تجربه بپردازیم. اولین آزمایش از این دست برای مطالعه برهمکنش جریان ها توسط دانشمند فرانسوی آمپر در سال 1820 انجام شد. آزمایش به شرح زیر بود: جریان الکتریکی از هادی های موازی در یک جهت عبور داده شد، سپس برهمکنش این هادی ها در جهات مختلف مشاهده شد.

برنج. 1. آزمایش آمپر. هادی های هم جهت حامل جریان جذب می شوند، هادی های مخالف دفع می کنند

اگر دو هادی موازی بگیرید که جریان الکتریکی از یک جهت عبور می کند، در این صورت هادی ها یکدیگر را جذب می کنند. هنگامی که جریان الکتریکی در جهات مختلف در هادی های یکسان جریان می یابد، هادی ها یکدیگر را دفع می کنند. بنابراین، ما اثر نیروی میدان مغناطیسی بر جریان الکتریکی را مشاهده می کنیم. بنابراین، می توان گفت: یک میدان مغناطیسی توسط یک جریان الکتریکی ایجاد می شود و با تأثیر آن بر جریان الکتریکی دیگر (نیروی آمپر) تشخیص داده می شود.

هنگامی که تعداد زیادی آزمایش مشابه انجام شد، قاعده ای به دست آمد که جهت خطوط مغناطیسی، جهت جریان الکتریکی و عمل نیروی میدان مغناطیسی را مرتبط می کند. این قانون نامیده می شود قانون دست چپ. تعریف: دست چپ باید طوری قرار گیرد که خطوط مغناطیسی وارد کف دست شوند، چهار انگشت کشیده جهت جریان الکتریکی را نشان می دهد - سپس شست خم شده جهت میدان مغناطیسی را نشان می دهد.

برنج. 2. قانون دست چپ

لطفاً توجه داشته باشید: ما نمی توانیم بگوییم که هر جا که خط مغناطیسی هدایت شود، میدان مغناطیسی در آنجا عمل می کند. در اینجا رابطه بین کمیت ها تا حدودی پیچیده تر است، بنابراین ما استفاده می کنیم قانون دست چپ.

به یاد داشته باشیم که جریان الکتریکی حرکت جهت دار بارهای الکتریکی است. این بدان معنی است که یک میدان مغناطیسی بر روی یک بار متحرک عمل می کند. و در این صورت می توانیم از قانون سمت چپ نیز برای تعیین جهت این عمل استفاده کنیم.

برای استفاده های مختلف از قانون دست چپ به تصویر زیر نگاه کنید و هر مورد را خودتان تحلیل کنید.

برنج. 3. کاربردهای مختلف قانون دست چپ

در نهایت یک واقعیت مهم دیگر. اگر جریان الکتریکی یا سرعت یک ذره باردار در امتداد خطوط میدان مغناطیسی هدایت شود، در این صورت هیچ اثری از میدان مغناطیسی روی این اجسام وجود نخواهد داشت.

فهرست ادبیات اضافی:

اسلامازوف L.G. حرکت ذرات باردار در میدان های الکتریکی و مغناطیسی // کوانتومی. - 1984. - شماره 4. - ص 24-25. Myakishev G.Ya. موتور الکتریکی چگونه کار می کند؟ // کوانتومی. - 1987. - شماره 5. - ص 39-41. کتاب درسی فیزیک ابتدایی. اد. G.S. لندسبرگ. T. 2. - M.، 1974. Yavorsky B.M., Pinsky A.A. مبانی فیزیک. T.2. - م.: فیزمتلیت، 2003.

نیروی وارد بر یک ذره باردار متحرک از میدان مغناطیسی نامیده می شود نیروی لورنتس. به طور تجربی ثابت شده است که نیروی وارد بر بار در یک میدان مغناطیسی بر بردارها عمود است. و و ماژول آن با فرمول تعیین می شود:

,

جایی که
- زاویه بین بردارها و .

جهت نیروی لورنتس مشخص قانون دست چپ(شکل 6):

اگر انگشتان کشیده در جهت سرعت بار مثبت قرار گیرند و خطوط میدان مغناطیسی وارد کف دست شوند، شست خم شده جهت نیرو را نشان می دهد. ، بر روی بار ناشی از میدان مغناطیسی تأثیر می گذارد.

برای جهت بار منفی باید معکوس شود.

برنج. 6. قانون دست چپ برای تعیین جهت نیروی لورنتس.

1.5. قدرت آمپر. قانون دست چپ برای تعیین جهت نیروی آمپر

به طور تجربی ثابت شده است که یک هادی حامل جریان که در یک میدان مغناطیسی قرار دارد توسط نیرویی به نام نیروی آمپر (به بخش 1.3 مراجعه کنید) وارد عمل می شود. جهت نیروی آمپر (شکل 4) تعیین می شود قانون دست چپ(به بند 1.3 مراجعه کنید).

مدول نیروی آمپر با فرمول محاسبه می شود

,

جایی که - قدرت جریان در هادی،
- القای میدان مغناطیسی، - طول هادی،
- زاویه بین جهت جریان و بردار .

1.6. شار مغناطیسی

شار مغناطیسی
از طریق یک حلقه بسته یک کمیت فیزیکی اسکالر برابر با حاصل ضرب مدول بردار است به میدان کانتور و کسینوس زاویه
بین بردار و عادی به کانتور (شکل 7):

برنج. 7. به مفهوم شار مغناطیسی

شار مغناطیسی را می توان به وضوح به عنوان مقداری متناسب با تعداد خطوط القای مغناطیسی که به سطحی با مساحت نفوذ می کنند تفسیر کرد. .

واحد شار مغناطیسی است وبر
.

شار مغناطیسی 1 Wb توسط یک میدان مغناطیسی یکنواخت با القای 1 T از طریق سطحی با مساحت 1 متر مربع که عمود بر بردار القای مغناطیسی قرار دارد ایجاد می شود:

1 Wb = 1 T m 2.

2. القای الکترومغناطیسی

2.1. پدیده القای الکترومغناطیسی

در سال 1831 فارادی یک پدیده فیزیکی به نام پدیده القای الکترومغناطیسی (EMI) کشف کرد که شامل این واقعیت است که وقتی شار مغناطیسی عبوری از مدار تغییر می کند، جریان الکتریکی در آن ایجاد می شود. جریان به دست آمده توسط فارادی نامیده می شود القاء.

برای مثال، اگر یک آهنربای دائمی به داخل یک سیم پیچ که یک گالوانومتر به آن متصل است، فشار داده شود، می توان جریان القایی به دست آورد (شکل 8، a). اگر آهنربا از سیم پیچ برداشته شود، جریانی در جهت مخالف ظاهر می شود (شکل 8، ب).

یک جریان القایی نیز زمانی رخ می دهد که آهنربا ساکن باشد و سیم پیچ در حال حرکت (بالا یا پایین) باشد، یعنی. تنها چیزی که اهمیت دارد نسبیت حرکت است.

اما هر حرکتی یک جریان القایی تولید نمی کند. هنگامی که یک آهنربا به دور محور عمودی خود می چرخد، جریانی وجود ندارد، زیرا در این حالت، شار مغناطیسی از طریق سیم پیچ تغییر نمی کند (شکل 8، ج)، در حالی که در آزمایش های قبلی، شار مغناطیسی تغییر می کند: در آزمایش اول افزایش می یابد و در آزمایش دوم کاهش می یابد (شکل 8، a. ب).

جهت جریان القایی تابع است قانون لنز:

جریان القایی که در یک مدار بسته ایجاد می شود همیشه به گونه ای هدایت می شود که میدان مغناطیسی ایجاد شده با علت ایجاد کننده آن مقابله کند.

جریان القایی هنگام افزایش جریان خارجی مانع جریان خارجی می شود و در صورت کاهش جریان خارجی را پشتیبانی می کند.

برنج. 8. پدیده القای الکترومغناطیسی

زیر در شکل سمت چپ (شکل 9) القای میدان مغناطیسی خارجی ، به کارگردانی "از ما" (+) در حال رشد است ( >0)، در سمت راست - کاهش ( <0). Видно, чтоجریان القاییبه طوری که آن را کارگردانی کرد خودمغناطیسیمیدان از تغییر در شار مغناطیسی خارجی که باعث این جریان شده است جلوگیری می کند.

برنج. 9. برای تعیین جهت جریان القایی

آزمایش کنید

هادی حامل جریان منبع میدان مغناطیسی است.

اگر هادی حامل جریان در یک میدان مغناطیسی خارجی قرار گیرد،

سپس با نیروی آمپر بر روی هادی عمل می کند.

قدرت آمپر - این نیرویی است که با آن یک میدان مغناطیسی بر روی یک هادی حامل جریان قرار داده شده در آن عمل می کند.

آندره ماری آمپر

اثر میدان مغناطیسی بر روی یک هادی حامل جریان به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفت

آندره ماری آمپر (1820).

آمپر با تغییر شکل هادی ها و محل قرارگیری آنها در میدان مغناطیسی، توانست نیروی وارد بر بخش جداگانه ای از هادی را با جریان (عنصر جریان) تعیین کند. به افتخار او

این نیرو را نیروی آمپر می نامیدند.

– قدرت آمپر

با توجه به داده های تجربی، مدول نیرو اف :

متناسب با طول هادی ل واقع در یک میدان مغناطیسی؛

متناسب با مدول القای میدان مغناطیسی ب ;

متناسب با جریان در هادی من ;

به جهت گیری هادی در میدان مغناطیسی بستگی دارد، یعنی. از زاویه α بین جهت جریان و بردار القای میدان مغناطیسی ب ⃗ .

ماژول قدرت آمپر

مدول نیروی آمپر برابر با حاصل ضرب مدول القای میدان مغناطیسی است ب ,

که در آن هادی وجود دارد که جریان را حمل می کند،

طول این هادی ل ، قدرت فعلی من در آن و سینوس زاویه بین جهت جریان و بردار القای میدان مغناطیسی

جهت

نیروهای آمپر

جهت نیروی آمپر تعیین می شود

طبق قاعده ترک کرد دست ها:

اگر دست چپ خود را قرار دهید

به طوری که بردار القای میدان مغناطیسی (B⃗) وارد می شود

در کف دست، چهار گسترش یافته است

انگشتان جهت را نشان دادند

جریان (I)، سپس شست 90 درجه خم شده، جهت نیروی آمپر را نشان می دهد (F⃗ A).

تعامل دو

هادی های حامل جریان

هادی حامل جریان میدان مغناطیسی در اطراف خود ایجاد می کند.

یک هادی دوم با جریان در این میدان قرار می گیرد،

به این معنی که نیروی آمپر بر روی آن عمل خواهد کرد

عمل

میدان مغناطیسی

روی قاب با جریان

چند نیرو روی قاب وارد می شود و باعث چرخش آن می شود.

• جهت بردار نیرو با قانون سمت چپ تعیین می شود.
• F=B I l sinα=ma
• M=F d=B I S sina- V گشتاور

اندازه گیری الکتریکی

دستگاه ها

سیستم مغناطیسی الکتریکی

سیستم الکترومغناطیسی

اثر متقابل

میدان مغناطیسی سیم پیچ

با هسته فولادی

اثر متقابل

فریم های فعلی و میدان های آهنربایی

کاربرد

نیروهای آمپر

نیروهای وارد بر هادی حامل جریان در یک میدان مغناطیسی به طور گسترده در فناوری استفاده می شود. موتورهای الکتریکی و ژنراتورها، دستگاه هایی برای ضبط صدا در ضبط صوت، تلفن و میکروفون - همه اینها و بسیاری از ابزارها و وسایل دیگر از تعامل جریان، جریان و آهنربا استفاده می کنند.

وظیفه

یک هادی مستقیم به طول 0.5 متر که جریان 6 A از آن عبور می کند، در میدان مغناطیسی یکنواخت قرار دارد. ماژول بردار القای مغناطیسی 0.2 T، هادی واقع در یک زاویه

به بردار که در .

نیرویی که از طرف به هادی وارد می شود

میدان مغناطیسی برابر است

پاسخ: 0.3 نیوتن

پاسخ

راه حل.

نیروی آمپری که از میدان مغناطیسی بر روی یک هادی حامل جریان وارد می‌شود، با بیان تعیین می‌شود

پاسخ صحیح: 0.3 N

راه حل

مثال ها:

- به ما

بدون اشاره

- از ما

قانون سمت چپ را در شکل اعمال کنید. شماره های 1،2،3،4.

شکل #3

شکل #2

شکل #4

شکل شماره 1

در کجا قرار دارد؟ ن قطب در شکل 5،6،7؟

شکل شماره 7

شکل شماره 5

شکل شماره 6

منابع اینترنتی

http://fizmat.by/kursy/magnetizm/sila_Ampera

http://www.physbook.ru/index.php/SA._%D0%A1%D0%B8%D0%BB%D0%B0_%D0%90%D0%BC%D0%BF%D0%B5% D1%80%D0%B0

http://class-fizika.narod.ru/10_15.htm

http://www.physics.ru/courses/op25part2/content/chapter1/section/paragraph16/theory.html#.VNoh5iz4uFg

http://www.eduspb.com/node/1775

http://www.ispring.ru

اغلب اتفاق می افتد که مشکلی قابل حل نیست زیرا فرمول لازم در دسترس نیست. استخراج یک فرمول از همان ابتدا سریعترین کار نیست و هر دقیقه برای ما مهم است.

در زیر فرمول های اساسی در مورد "الکتریسیته و مغناطیس" را جمع آوری کرده ایم. حال در هنگام حل مسائل می توانید از این مطالب به عنوان مرجع استفاده کنید تا زمان را برای جستجوی اطلاعات لازم تلف نکنید.

مغناطیس: تعریف

مغناطیس برهمکنش بارهای الکتریکی متحرک در یک میدان مغناطیسی است.

رشته - شکل خاصی از ماده. در مدل استاندارد، میدان های الکتریکی، مغناطیسی، الکترومغناطیسی، میدان نیروی هسته ای، میدان گرانشی و میدان هیگز وجود دارد. شاید زمینه های فرضی دیگری وجود داشته باشد که ما فقط می توانیم حدس بزنیم یا اصلا حدس بزنیم. امروزه ما به میدان مغناطیسی علاقه مندیم.

القای مغناطیسی

همانطور که اجسام باردار یک میدان الکتریکی در اطراف خود ایجاد می کنند، اجسام باردار متحرک نیز میدان مغناطیسی ایجاد می کنند. میدان مغناطیسی نه تنها با حرکت بارها (جریان الکتریکی) ایجاد می شود، بلکه بر روی آنها نیز اثر می گذارد. در واقع، میدان مغناطیسی را می توان تنها با تأثیر آن بر بارهای متحرک تشخیص داد. و با نیرویی به نام نیروی آمپر بر روی آنها عمل می کند که در ادامه به آن پرداخته خواهد شد.

قبل از شروع به دادن فرمول های خاص، باید در مورد القای مغناطیسی صحبت کنیم.

القای مغناطیسی یک بردار نیروی مشخصه میدان مغناطیسی است.

با حرف مشخص می شود ب و در اندازه گیری می شود تسلا (Tl) . بر اساس قیاس با شدت برای میدان الکتریکی E القای مغناطیسی نشان می دهد که میدان مغناطیسی با چه شدتی روی یک شارژ عمل می کند.

به هر حال، در مقاله ما در مورد این موضوع حقایق جالب زیادی خواهید یافت.

چگونه جهت بردار القای مغناطیسی را تعیین کنیم؟در اینجا ما به جنبه عملی موضوع علاقه مندیم. رایج ترین مورد در مسائل، میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط یک هادی با جریان است که می تواند مستقیم یا به شکل دایره یا سیم پیچ باشد.

برای تعیین جهت بردار القای مغناطیسی وجود دارد قانون دست راست. برای درگیر کردن تفکر انتزاعی و فضایی آماده شوید!

اگر هادی را در دست راست خود بگیرید به طوری که انگشت شست در جهت جریان باشد، انگشتان حلقه شده در اطراف هادی جهت خطوط میدان مغناطیسی را در اطراف هادی نشان می دهند. بردار القای مغناطیسی در هر نقطه به صورت مماس بر خطوط نیرو هدایت خواهد شد.

قدرت آمپر

بیایید تصور کنیم که یک میدان مغناطیسی با القاء وجود دارد ب. اگر یک هادی به طول قرار دهیم ل ، که جریانی از آن عبور می کند من ، سپس میدان با نیروی:

همین است قدرت آمپر . گوشه آلفا - زاویه بین جهت بردار القای مغناطیسی و جهت جریان در هادی.

جهت نیروی آمپر توسط قانون دست چپ تعیین می شود: اگر دست چپ خود را طوری قرار دهید که خطوط القای مغناطیسی وارد کف دست شوند و انگشتان کشیده شده جهت جریان را نشان دهند، شست کشیده شده جهت جریان را نشان می دهد. نیروی آمپر

نیروی لورنتس

ما متوجه شدیم که میدان بر روی یک هادی حامل جریان عمل می کند. اما اگر اینطور باشد، ابتدا روی هر بار متحرک جداگانه عمل می کند. نیرویی که میدان مغناطیسی بر بار الکتریکی در حال حرکت در آن وارد می کند نامیده می شود نیروی لورنتس . توجه به این کلمه در اینجا ضروری است "در حال حرکت"، بنابراین میدان مغناطیسی روی بارهای ثابت عمل نمی کند.

بنابراین، یک ذره با بار q در میدان مغناطیسی با القا حرکت می کند که در با سرعت v ، آ آلفا زاویه بین بردار سرعت ذره و بردار القای مغناطیسی است. سپس نیرویی که بر ذره وارد می شود عبارت است از:

چگونه جهت نیروی لورنتس را تعیین کنیم؟طبق قانون دست چپ. اگر بردار القایی وارد کف دست شود و انگشتان در جهت سرعت باشند، آنگاه شست خم شده جهت نیروی لورنتس را نشان می دهد. توجه داشته باشید که جهت ذرات با بار مثبت به این ترتیب تعیین می شود. برای بارهای منفی، جهت حاصل باید معکوس شود.

اگر یک ذره جرم متر به میدان عمود بر خطوط القایی پرواز می کند، سپس به صورت دایره ای حرکت می کند و نیروی لورنتس نقش یک نیروی مرکزگرا را بازی می کند. شعاع دایره و دوره چرخش یک ذره در یک میدان مغناطیسی یکنواخت را می توان با استفاده از فرمول های زیر بدست آورد:

تعامل جریان ها

بیایید دو مورد را در نظر بگیریم. اولین مورد این است که جریان از یک سیم مستقیم عبور می کند. دومی در یک چرخش دایره ای است. همانطور که می دانیم جریان یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند.

در حالت اول، القای مغناطیسی یک سیم حامل جریان است من در فاصله آر با استفاده از فرمول محاسبه می شود:

مو - نفوذپذیری مغناطیسی ماده، mu با شاخص صفر - ثابت مغناطیسی

در حالت دوم، القای مغناطیسی در مرکز یک سیم پیچ دایره ای با جریان برابر است با:

همچنین هنگام حل مسائل، فرمول میدان مغناطیسی داخل شیر برقی می تواند مفید باشد. - این یک سیم پیچ است، یعنی چرخش های دایره ای زیادی با جریان دارد.

تعدادشون باشه ن ، و طول خود شیر برقی است ل . سپس میدان داخل شیر برقی با فرمول محاسبه می شود:

راستی! برای خوانندگان ما اکنون 10٪ تخفیف در نظر گرفته شده است

شار مغناطیسی و EMF

اگر القای مغناطیسی مشخصه برداری میدان مغناطیسی باشد، پس شار مغناطیسی یک کمیت اسکالر است که یکی از مهمترین مشخصه های میدان نیز می باشد. بیایید تصور کنیم که نوعی قاب یا کانتور داریم که دارای یک منطقه خاص است. شار مغناطیسی نشان می دهد که چند خط نیرو از یک واحد سطح عبور می کند، یعنی شدت میدان را مشخص می کند. اندازه گیری شده در Weberach (Wb) و تعیین شده است اف .

اس - ناحیه کانتور، آلفا - زاویه بین نرمال (عمود) به صفحه کانتور و بردار که در .

هنگامی که شار مغناطیسی از طریق یک مدار تغییر می کند، الف EMF برابر با نرخ تغییر شار مغناطیسی در مدار است. به هر حال، می توانید در یکی دیگر از مقالات ما در مورد نیروی الکتروموتور بیشتر بخوانید.

اساساً فرمول بالا فرمول قانون القای الکترومغناطیسی فارادی است. یادآوری می کنیم که نرخ تغییر هر کمیت چیزی جز مشتق آن نسبت به زمان نیست.

عکس این موضوع در مورد شار مغناطیسی و EMF القایی نیز صادق است. تغییر در جریان در مدار منجر به تغییر در میدان مغناطیسی و بر این اساس، تغییر در شار مغناطیسی می شود. در این حالت، یک EMF خود القایی ایجاد می شود که از تغییر جریان در مدار جلوگیری می کند. شار مغناطیسی که در مدار حامل جریان نفوذ می کند، شار مغناطیسی خود نامیده می شود، متناسب با قدرت جریان در مدار است و با فرمول محاسبه می شود:

L - ضریب تناسب، که اندوکتانس نامیده می شود، که در اندازه گیری می شود هنری (Gn) . اندوکتانس تحت تأثیر شکل مدار و خواص محیط قرار می گیرد. برای یک قرقره با طول ل و با تعداد دور ن اندوکتانس با استفاده از فرمول محاسبه می شود:

فرمول emf خود القا شده:

انرژی میدان مغناطیسی

الکتریسیته، انرژی هسته ای، انرژی جنبشی. انرژی مغناطیسی نوعی انرژی است. در مسائل فیزیکی، اغلب لازم است که انرژی میدان مغناطیسی یک سیم پیچ محاسبه شود. انرژی مغناطیسی یک سیم پیچ جریان من و اندوکتانس L برابر است با:

چگالی انرژی میدان حجمی:

البته اینها همه فرمول های اولیه بخش فیزیک نیستند « الکتریسیته و مغناطیس » با این حال، آنها اغلب می توانند به مشکلات و محاسبات استاندارد کمک کنند. اگر با یک ستاره به مشکلی برخورد کردید و نمی‌توانید کلید آن را پیدا کنید، زندگی خود را آسان‌تر کنید و راه حلی برای آن بخواهید