Правило буравчика правой и левой руки простым языком

Общее понятие

Узнать путь перпендикуляра к двум выбранным векторам и понять направление стержня можно несколькими способами. В физике правило буравчика определяет вектор силы электромагнитного поля в начальной точке и направление витков проводника вокруг центра вращения.

Способы применения правила взаимодействуют друг с другом в случае определения положительного курса при вычислении произведения элементов вектора расстояния и координатной сингонии. Базис – это совместимое множество лучей. При этом каждый элемент области является отдельным элементом линейной комбинации отрезков.

Выводы:

• в магнитном пространстве взаимодействуют неподвижный магнит, движущееся тело, частицы с разными зарядами;
• поведение электронов зависит от действия электромагнитного поля;
• движущийся проводник является точкой отсчета движения заряженных элементов, а силовые линии действуют на магнитоэлектрический проводник.

Принцип определяет ориентиры для тела, движущегося вперед в магнитном поле. Выбор пути векторной величины относится к условным понятиям, но всегда идет одним и тем же путем. Полярность постоянна.

Применение правила

Существует несколько способов диагностики хода вектора и значений координат, перпендикулярных первым лучам. Иногда нужно просто охарактеризовать одно из этих понятий. Алгоритм используется для расчета направления основных форматов вместо других методов. В этом случае необходимо знать положение сомножителей в непротиворечивых формулах.

При применении по формулировке правила буравчика проводника берут в руку, а 4 пальца складывают в кулак. Основной палец остается в вертикальном положении — вверх или вниз. Он показывает ход электрического потока. Пальцы, расположенные параллельно, координируют направление электромагнитных линий в потенциальном поле.

Отведенный большой палец может открыть плавное движение роликовой проволоки и подачу электрического тока. При использовании правила правой руки проверяемый провод кладут на ладонь. Соединённые пальцы указывают направление магнитных линий, уходящих в ладонь.

Правило правой руки используется для определения тенденции электрического тока в соленоиде. Индуктивную катушку берут в соответствующую руку так, чтобы сомкнутые пальцы указывали направление тока в обмотках. Большой палец, находящийся под углом 90º, показывает путь потенциальных линий внутри устройства. Направление электрического тока определяется с помощью известных индикаторов полярности.

При использовании правила левой руки проводник располагают так, чтобы векторные указатели индукции были направлены к центру ладони, а выпрямленные пальцы указывали на ход тока. Большой палец показывает направление силы Ампера, взаимодействующей со стержнем магнитного поля.

Во втором варианте правила левой руки проводник помещают в руку так, чтобы потенциальные линии следовали плоскости ладони под прямым углом, а пальцы показывали движение положительных частиц. Это направление должно быть противоположно движению отрицательных частиц. Большой палец покажет ход действия силы Лоренца.

Механическое вращение

Вектор вращения зависит от угловой скорости луча и начала движения в начальной точке. Значение рассчитывается путем умножения векторов. Радиальная скорость измеряет скорость, с которой объект вращается вокруг осевого центра.

Отображается значение радиальной скорости:

• числовое значение при вращении в двумерной области;
• условный вектор при движении в трехмерной области: координаты луча меняют направление и знак при изменении системы координат;
• значение, которое меняет знак при изменении индексации в общем месте.

Иногда достаточно умножения векторов, но в других случаях нужны простые и практичные методы. По образцу винта и правой ладони находят ход модуля луча.

Методы поиска пути к модулю сегмента:

• закон гласит, что поворот буравчика по направлению вращения проволоки показывает траекторию угловой скорости;
• по закону правой ладони проволока берется соответствующей кистью и вращается по четырем пальцам, при этом отведенный в сторону основной палец показывает направление угловой скорости.

Направление импульсного момента изменяется прямо пропорционально скорости осевых оборотов. Положительный фактор импульса используется для расчета магнитуды.

Потенциальный момент и магнетизм

Крутящий момент является физической величиной. Он конгруэнтен произведению радиальных лучей и потенциала, проведенного от центральной линии к точке приложения. Характеристики момента определяют показатели давления на твердое тело.

Правила почти такие же, как при определении пути к модулю, но отличаются в некоторых элементах:

• правило буравчика гласит, что вращение винта по пути потенциального вращения тела покажет ход крутящего момента;
• по правилу правой руки проводник в руке поворачивается в сторону вытянутых пальцев (по пути приложения поворачивающего потенциала), а направление основного пальца под углом 90º укажет ход поворотный момент.

В науке индукция — это комбинация векторов, характеризующая магнитное пространство. Значение указывает на влияние электромагнитного поля на поляризованные электроны. Наведенная индукция выражает силу поля, действующую на частицу, движущуюся с выбранной скоростью.

Пример использования правила:

• если равномерное вращение буравчика соответствует ходу тока в соленоиде, то направление рукоятки совпадает с направлением луча магнитной индукции;
• правая рука размещена таким образом, чтобы основной палец указывал направление движения электронов, а согнутые пальцы — путь принимаемого индукционного луча.

В беспорядочно движущемся металлическом стержне есть свободные заряды. Движение проводника в электромагнитном пространстве приводит к отклонению поляризованных частиц и созданию направленной индукции электромагнитного пространства.

На одном конце осевого стержня скапливаются электроны, а на другом недостает частиц. Закон Ленца гласит, что индуктивный ток цепи идет в направлении, ослабляющем причины потока электронов. При движении провода по ходу силовых линий влияние площади на заряды уменьшается, и электродвижущий потенциал отсутствует.

Определение

В узком смысле правило буравчика представляет собой мнемонический алгоритм, используемый для определения пространственного направления магнитной индукции в зависимости от ориентации электрического тока, возбуждающего магнитное поле.

Это правило можно сформулировать так: Если острие буравчика (штопора, винта) направить вдоль вектора тока, то ориентация линий магнитной индукции будет совпадать с направлением, в котором вращается ручка буравчика в традиционном варианте этого инструмента (с правым винтом) 1 (рис. 1.)

Рис. 1. Правило буравчика для прямого лидера

На рис. 1 показана схема для простейшего случая: электрический ток течет по прямому участку проводника в сторону от наблюдателя (синяя стрелка). Условный штопор направлен острым концом вдоль линии по направлению течения.

Если представить себе поступательное движение буравчика по проводнику, то направление линий, описываемых ручкой штопора, будет совпадать с ориентацией магнитных линий электрического поля.

Индукция магнитного поля, линии магнитной индукции

Мы не можем видеть магнитное поле, но для лучшего понимания магнитных явлений важно научиться его изображать. В этом помогут магнитные стрелки. Каждая такая стрелка представляет собой небольшой постоянный магнит, легко вращающийся в горизонтальной плоскости (рис. 2.1). О том, как графически изображается магнитное поле и какая физическая величина его характеризует, вы узнаете из этого раздела.

Рис. 2.1. Магнитная стрелка представляет собой постоянный магнит. Штриховой линией показана ось магнитной стрелки

Силовая характеристика магнитного поля

Если заряженная частица движется в магнитном поле, то поле будет действовать на частицу с определенной силой. Величина этой силы зависит от заряда частицы, направления и величины скорости ее движения, а также от того, насколько сильно поле.

Силовой характеристикой магнитного поля является магнитная индукция.

Магнитная индукция (индукция магнитного поля) — векторная физическая величина, характеризующая силовое воздействие магнитного поля.

Магнитная индукция отмечена символом

Единицей магнитной индукции в СИ является тесла; назван в честь сербского физика Николы Теслы (1856-1943):

Рис. 2.2. В магнитном поле магнитные стрелки ориентированы специфическим образом: северный полюс стрелки указывает направление вектора индукции магнитного поля в данной точке

Направлением вектора магнитной индукции в данной точке магнитного поля считается направление, указываемое северным полюсом магнитной стрелки, установленной в этой точке (рис. 2.2).

Примечание! Направление силы, действующей со стороны магнитного поля на движущиеся заряженные частицы или на проводник с током, или на магнитную стрелку, не совпадает с направлением вектора магнитной индукции.

Как выразить 1 Тл в других единицах СИ, по какой формуле можно определить модуль магнитной индукции, как направлена ​​сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током.

Магнитные линии:

• вне магнита они выходят из северного полюса магнита и входят в южный;
• всегда замкнут (магнитное поле вихревое);
• наиболее близко расположены к полюсам магнита;
• никогда не пересекайтесь

Рис. 2.3. Линии магнитного поля стержневого магнита

Изображение магнитного поле

На рис. 2.2 мы видим, как магнитные стрелки ориентированы в магнитном поле: их оси как бы образуют линии, а вектор магнитной индукции в каждой точке направлен по касательной к линии, проходящей через эту точку.

Условные прямые, в каждой точке, где касательная совпадает с линией, вдоль которой направлен вектор магнитной индукции, называются линиями магнитной индукции или магнитными линиями.

С помощью магнитных линий графически изображают магнитные поля:

1. направление вектора магнитной индукции принимается за направление линии магнитной индукции в данной точке;
2. чем больше модуль магнитной индукции, тем ближе магнитные линии притягиваются друг к другу.

Рассмотрев графическое изображение магнитного поля стержневого магнита, можно сделать некоторые выводы (см рис. 2.3). Заметим, что эти выводы справедливы для магнитных линий любого магнита.

Изображение магнитных линий можно воспроизвести с помощью железных опилок. Возьмем подковообразный магнит, наденем на него пластину из оргстекла и через сито насыпем на пластину железные опилки. В магнитном поле каждый кусок железа намагнитится и станет маленькой «магнитной стрелкой». Импровизированные «стрелки» будем ориентировать по магнитным линиям магнитного поля магнита (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Цепочки из железных опилок воспроизводят рисунок линий магнитной индукции в магнитном поле подковообразного магнита

Рис. 2.5. Область, где магнитное поле однородно

Однородное магнитное поле

Магнитное поле в части пространства называется однородным, если векторы магнитной индукции в каждой его точке равны как по модулю, так и по направлению (рис. 2.5).

Рис. 2.6. Магнитное поле внутри стержневого магнита (а) и между двумя магнитами, обращенными друг к другу противоположными полюсами (б), можно считать однородным

В областях, где магнитное поле однородно, линии магнитной индукции параллельны и расположены на одинаковом расстоянии друг от друга (рис. 2.5, 2.6). Магнитные линии однородного магнитного поля, направленные к нам, принято изображать точками (рис. 2.7, а) — как будто мы видим летящие к нам «наконечники стрел».

Если магнитные линии направлены от нас, то они изображаются в виде крестов — мы как бы видим «перья стрелы», улетающие от нас (рис. 2.7, б).

В большинстве случаев мы имеем дело с неоднородным магнитным полем, полем, в котором векторы магнитной индукции имеют разные значения и направления в разных точках. Магнитные линии такого поля искривлены, и их плотность различна.

Рис. 2.7. Изображение линий магнитной индукции однородного магнитного поля, которое перпендикулярно плоскости рисунка и направлено к нам (а); отправлено от нас (б)

Магнитное поле Земли

Для изучения земного магнетизма Уильям Гилберт изготовил постоянный магнит в форме шара (модель Земли). Поместив компас на шар, он заметил, что стрелка компаса ведет себя так же, как и на поверхности земли.

Эксперименты позволили ученому предположить, что Земля представляет собой огромный магнит, а ее магнитный южный полюс находится на севере нашей планеты. Дальнейшие исследования подтвердили гипотезу У. Гилберта.

На рис. 2.8 представлена ​​картина линий магнитной индукции магнитного поля Земли.

Рис. 2.8. Конструкция магнитных линий магнитного поля планеты Земля

Линии магнитной индукции магнитного поля Земли не параллельны поверхности. Если закрепить магнитную стрелку в карданном подвесе, т е так, чтобы она могла свободно вращаться как вокруг горизонтальной, так и вертикальной оси, то стрелка будет установлена ​​под углом к ​​поверхности земли (рис. 2.9).

Рис. 2.9. Магнитная стрелка в карданной подвеске

Магнитное поле Земли издавна помогало ориентироваться путешественникам, морякам, военным и не только им. Доказано, что рыбы, морские млекопитающие и птицы во время миграций ориентируются на магнитное поле Земли. Также ориентируются, ищут дорогу домой и некоторые животные, например кошки.

Читайте также: Металлоискатель: принцип работы, виды и модификации

Магнитные бури

Исследования показали, что в любой местности магнитное поле Земли меняется периодически, каждый день. Кроме того, наблюдаются небольшие годовые изменения магнитного поля Земли. Однако есть и кардинальные изменения. Сильные возмущения магнитного поля Земли, охватывающие всю планету и длящиеся от одного до нескольких дней, называются магнитными бурями.

Здоровые люди их практически не ощущают, а вот у имеющих сердечно-сосудистые заболевания и заболевания нервной системы магнитные бури вызывают ухудшение самочувствия.

Магнитное поле Земли является своеобразным «щитом», защищающим нашу планету от заряженных частиц, летящих из космоса, в основном от Солнца («солнечный ветер»). Вблизи магнитных полюсов потоки частиц пролетают достаточно близко к земной атмосфере.

При повышении солнечной активности космические частицы попадают в верхние слои атмосферы и ионизируют молекулы газа — на Земле наблюдается северное сияние (рис. 2.10).

Рис. 2.10. С увеличением солнечной активности увеличивается площадь темных пятен на Солнце (а), а на Земле возникают магнитные бури и полярные сияния (б)

Магнитная индукция
— векторная физическая величина, характеризующая силовое воздействие магнитного поля. Направление вектора магнитной индукции совпадает с направлением, указываемым северным полюсом магнитной стрелки. Единицей магнитной индукции в СИ является тесла (Тл).

Условные прямые, в каждой точке, где касательная совпадает с линией, вдоль которой направлен вектор магнитной индукции, называются линиями магнитной индукции или магнитными линиями.

Линии магнитной индукции всегда замкнуты, вне магнита они выходят из северного полюса магнита и входят в южный, они плотнее в тех областях магнитного поля, где модуль магнитной индукции больше.

Планета Земля имеет магнитное поле. Вблизи географического северного полюса Земли находится ее южный магнитный полюс, вблизи географического южного полюса — северный магнитный полюс.

Магнитное поле тока

Вы уже знаете, что вблизи проводника с током существует магнитное поле. Мы исследуем магнитное поле постоянного тока с током. Для этого пропустим проводник через лист картона (перпендикулярно листу), насыпем на картон железные опилки и замкнем цепь.

В магнитном поле проводника опилки намагничиваются и воссоздают изображение линий магнитной индукции магнитного поля прямого проводника с током — концентрические окружности, охватывающие проводник (см рис. 3.1). А как определить направление магнитных линий?

Главное правило

Рассмотренный нами пример является частным случаем алгоритма буравчика. Существует несколько вариантов оформления правила, применимых в разных ситуациях.

Общая или основная формулировка позволяет распространить это правило на все случаи. Это вариант мнемонического правила, используемого для определения ориентации результирующего векторного произведения, называемого аксиальным вектором, а также выбора правильного базиса (трехмерной системы координат), связанного с этими векторами, что позволяет определить знак вектора осевой вектор.

Примечание: правый базис является условным соглашением, где выбрана декартова система координат (положительный базис). Иногда полезно использовать зеркальное отображение декартовой системы (левое или отрицательное основание).

Основное правило позволяет определить направление в пространстве осевых векторов, важных для расчетов:

• угловая скорость;
• параметры индукционного тока;
• магнитная индукция.

Хотя ориентация аксиального вектора произвольна, она важна для расчетов: следуя принятому алгоритму выбора, проще выполнять расчеты без риска перепутать знаки.

Во многих случаях используются специальные формулировки, хорошо описывающие частные случаи в конкретной ситуации.

Правило правой руки

В электротехнике очень часто используется толкование буравчика для правой руки.

Действия можно сформулировать так: «Если большой палец отведенной в сторону правой руки расположить вдоль проводника так, чтобы он совпадал с направлением электрического тока, то остальные пальцы укажут направление силовых линий магнитного поля, образованных электрическое поле. (см схему на рис. 2).

Рис. 2. Иллюстрация правила правой руки

Сформулированные выше алгоритмы применимы и к соленоидам. Но отличие в том, что в случае соленоида ручка буравчика поворачивается так, что это движение совпадает с направлением токов в витках, а продвижение винта буравчика указывает на ориентацию вектора магнитные линии в соленоиде.

При использовании правой руки пальцы (условно) охватывают катушку так, чтобы направление тока в витках совпадало с пространственным расположением пальцев.

Тогда большой палец укажет ориентацию вектора электромагнитных линий внутри катушки. На рис. 3 представлены схемы, поясняющие алгоритмы определения направлений векторов для соленоидов.

Рис. 3. Иллюстрация правила правой руки для барабана

Нетрудно догадаться, что по этим правилам можно определить направление потока. Например, если для определения аспирации линий магнитной индукции использовать магнитную стрелку, то с помощью правила буравчика (как разновидности правосторонней формулировки) легко определить, в каком направлении течет ток.

Вектор произведения

Гимлет может помочь со следующим вопросом — определением векторного произведения. В этом случае такое правило трактуется следующим образом:

1. Два вектора имеют общее начало, но разные направления.
2. множитель вектора 1 должен быть повернут по кратчайшему пути в отношении множителя вектора 2.
3. Во время такого вращения винт будет вращаться в направлении поперечного произведения.

Это правило также учитывает правильное направление резьбы буравчика. Это правило также относится к направлению по часовой стрелке. Если вы вращаете вектор множителя по часовой стрелке до тех пор, пока он и другой вектор множителя не выровняются, направление движения будет зависеть от того, кто вращает этот вектор. Также вращение будет производиться внутри плоскости (часы).

Для визуализации необходимо развести большой, средний и указательный пальцы правой руки. Когда это правило применяется в электродинамике, получается следующее:

Когда все три пальца смещены, мы получаем движение по часовой стрелке, а также сумму произведений всех векторов.

Базис

Основа — несколько векторов, размещенных в пространстве. В этом случае базисные векторы представляют собой упорядоченный набор. При этом условии любой из векторов можно один раз представить в виде линейной комбинации всех векторов из этого множества. Алгоритм базовой мнемоники следующий: буравчик поворачивается вправо, при этом база X движется по короткому пути к базе Y, а значит, и к базе Z.

Для правила правой руки это будет выглядеть так:

1. Средний палец — это основание X. Он движется к указательному пальцу или основанию Y.
2. При таком движении направление правостороннее, а значит, оно направлено к основанию Z.

Для оснований также можно использовать правило часового колеса, но только с тремя стрелками и с направлением вращения вправо. Левое направление учитывается только при определенных условиях.

Соленоид

Правило правой руки также позволяет определить направление магнитного поля в соленоидах и индукторах. Катушки тоже изготавливаются из проволоки, но разница в том, что этот провод намотан по спирали, а значит, не имеет прямого направления.

Также при наличии магнитопровода, взаимодействующего с током, значительно увеличивается значение напряженности магнитного поля. Для определения направления силовых линий магнитного поля в соленоиде необходимо:

1. Провод в катушке имеет номинал «I» и является проводником электрического тока.
2. Ток течет по катушке от более высокого потенциала к более низкому, а значит от «+» к «-». В данном случае катушка является вектором «В».
3. Берем катушку правой рукой и протягиваем большой палец вдоль самого элемента.

Это правило интерпретируется следующим образом: в катушке имеется вектор магнитной индукции «В», направление которого совпадает с направлением большого пальца. 4 пальца, держащие катушку, указывают направление тока.

Это правило также основано на правильном повороте буравчика. Эта направленность может быть использована при выполнении различных экспериментов, когда нет необходимости в расчетах и ​​при использовании левой направленности, которая учитывается заранее.

Правило для угловой скорости

Принцип правила правой руки можно использовать при необходимости для определения угловой скорости вращающегося объекта. Для начала необходимо учесть:

1. Вектор скорости «v».
2. Вектор угловой скорости «ω».
3. Вектор, проведенный из фиксированной точки к заданному «r».

Все эти параметры связаны между собой векторным произведением. Формула, которую мы используем для этого продукта:

Формулировка угловой скорости при использовании правила буравчика звучит так. Если вращать буравчик в направлении вращения тела, то направление винта покажет направление угловой скорости этого тела. При прямолинейном вращении буравчика угловая скорость будет направлена ​​в правую сторону и наоборот.

С помощью правила правой руки эта формулировка трактуется проще: если в правой руке держать вращающееся тело, то большой палец будет указывать направление вектора угловой скорости, а остальные 4 пальца — направление вращения.

Момент силы

Правило Гимлета применимо для определения крутящего момента. Крутящий момент рассчитывается по следующей формуле:

В этом выражении используются следующие величины:

• М — крутящий момент;
• ri — вектор или радиус, примененный к точке i.
• Fi — сила, приложенная к точке i.

Правило для буравчика, примененное к моменту силы, интерпретируется следующим образом: если буравчик повернуть в ту сторону, куда силы пытаются повернуть тело, то он повернется точно в направлении момента этих действующих сил. Например, когда вы поворачиваете винт, он будет поворачиваться в направлении вращения ручки отвертки, так как это направление создается силой движения руки человека.

Крутящий момент можно определить визуально. Вариант используемого в данном случае правила правой руки будет следующим: если взять предмет в правую руку, сжать его и выставить большой палец вперед, то 4 пальца укажут направление кругового движения тела, а большой палец укажет направление крутящего момента.

Закон Ампера

Принцип левой руки закона Ампера гласит, что если проводник находится между двумя магнитами, на него действует электромагнитная сила, выталкивающая заряд или смещающая проводник из заданного положения.

С помощью левой руки проще описать это правило: ладонь принимает горизонтальное положение. В этот момент магнитная индукция будет перпендикулярна ладони. В этом положении большой палец, согнутый под углом 90°, указывает направление действующей силы, а остальные пальцы указывают направление электрического тока в проводнике.

При расчете силы тока используем следующую формулу:

В этой формуле используются следующие величины:

• Fa – сила тока;
• В — магнитная индукция;
• Я настоящая сила;
• ΔL — длина проводника;
• а — угол между направлениями электрического тока и магнитной индукции.

Этот закон применим к конструкции электродвигателей и динамо-машин.

Сила Лоренца

Правило левой руки позволяет показать направление силы Лоренца. Этот параметр определяет величину воздействия магнитного поля на заряженные частицы в проводнике. Простыми словами это физическое явление можно интерпретировать так: на движущиеся заряженные частицы действует магнитная индукция. Направление действия этих сил строго перпендикулярно направлению движения частицы.

Левой рукой можно визуально определить направление линий магнитной индукции. Это делается следующим образом:

1. Левая ладонь выпрямлена, при этом большой палец выставлен под углом 90 градусов. Ладонь является проводником, на который перпендикулярно действуют силы электромагнитной индукции (вектор В).
2. Большой палец указывает направление силы Лоренца (вектор Fl).
3. 4 прямых пальца указывают направление положительного заряда. Если предположить, что по проводнику течет отрицательный заряд, то направление движения будет к ладони, а не от нее. В расчетах это условие очень важно.

Сила Лоренца рассчитывается по следующей формуле:

В этой формуле:

• Fl – сила Лоренца;
• q — сумма затрат;
• v — скорость заряда;
• В — магнитная индукция;
• а — угол между направлением движения частицы и магнитной индукцией.

В расчете учитывается параметр частиц, протекающих по проводнику. Также учитывается направление движения частиц.

Специальные правила

Рассмотрим вариации основного правила буравчика для особых случаев. Применение таких правил часто упрощает процесс расчета.

Для векторного произведения

Расположите векторы так, чтобы их начальные точки совпадали. Для этой ситуации правило буравчика звучит так:

Если один из векторов-факторов повернуть кратчайшим образом до совпадения направлений с другим вектором, то вращающийся таким образом буравчик повернется в ту сторону, куда указывает произведение векторов.

По циферблату часов

Когда вы упорядочиваете векторы, сопоставляя их начальные точки, вы можете определить направление вектора произведения, используя направление по часовой стрелке. Для этого необходимо мысленно сдвинуть один из векторов множителей в сторону другого вектора с кратчайшим путем. Тогда, если смотреть со стороны вращения этого вектора по часовой стрелке, осевой вектор будет направлен вглубь диска.

Правила правой руки, для произведения векторов

Есть две версии правила.

Первый вариант:

Если согнутые пальцы правой руки направить в сторону кратчайшего пути соединения вектора фактора с другим фактором (вектора выходят из одной точки), то отведенный в сторону большой палец укажет направление осевого вектора.

Другие варианты:

Если правую ладонь расположить так, что большой палец совпадает с первым вектором множителя, а указательный — со вторым, то отложенный средний палец будет совпадать с направлением вектора произведения.

Для базисов

Вышеуказанные правила распространяются и на базы.

Например, правило буравчика для правильного базиса можно записать так:

При повороте ручки буравчика и векторов таким образом, что первый базисный вектор стремится ко второму по кратчайшему пути, штопор повернется к третьему базисному вектору.

Эти правила универсальны. Их можно переписать для механики, чтобы определить векторы:

• механическое вращение (определение угловой скорости);
• моменты приложенных сил;
• импульс.

Правила Gimlet также применяются к уравнениям Максвелла, повышая их универсальность.

Правило левой руки

В электротехнике довольно часто возникают вопросы, связанные с определением силы Ампера. Для решения задач такого типа используется алгоритм, называемый правилом левой руки (иллюстрация на рис. 4) — мнемоническое правило, описывающее способ определения направления силы Ампера, выталкивающей точечный заряд или проводник по которому течет электрический ток.

Алгоритм использования левой руки следующий: если левую ладонь перпендикулярно проткнуть силовыми линиями, а пальцы расположить по направлению потока, то силы, действующие на проводник, устремятся в ту сторону, где оттопырен большой палец точка.

Интерпретация для точечного заряда

Отметим, что сформулированное правило справедливо для решения задач определения направленности силы Лоренца.

Перефразируем правило: если ладонь левой руки поместить в магнитное поле так, что линии индукции входят в нее перпендикулярно, а выпрямленные пальцы направлены в сторону движения положительного заряда, направление вектор силы Лоренца совпадет с большим пальцем, отведенным под углом 90º.

Наглядная интерпретация правила левой руки представлена ​​на рисунке 5. Отметим, что алгоритм действий по определению сил Ампера и Лоренца практически одинаков.

Рис. 5. Интерпретация правил левой руки

Примечание: В случае отрицательного заряда вытянутые пальцы направлены в сторону, противоположную движению частицы.

Полезные сведения и советы

1. Принято считать, что направление тока указывает в направлении от плюса к минусу. На самом деле в проводнике упорядоченное движение электронов направлено от отрицательного полюса к положительному. Поэтому, если перед вами стояла задача расчета силы Лоренца для отдельного электрона в проводнике, следует учитывать это обстоятельство.
2. Стандартным считается винт (буравчик, штопор) с правой резьбой. Однако не следует забывать о существовании левосторонних винтов.
3. Когда мы используем правило часовой стрелки, мы предполагаем, что стрелки движутся слева направо. Известно, что в бывшем Советском Союзе выпускались часы с обратным ходом часового механизма. Возможно, такие модели существуют и сегодня.

Совет: Если вам нужно определить пространственное расположение момента, под действием которого вращается определенное тело, вращайте винт в том же направлении. Условное заглубление винта укажет ориентацию вектора момента силы. Скорость вращения тела не влияет на направление вектора.

Полезно знать, что при вращении буравчика по направлению вращения тела траектория винта будет совпадать с направлением угловой скорости.