Правило правой руки для проводника с током: Правило правой руки для определения направления линий магнитной индукции

Возможные ответы:

С севера на юг

С запада на восток

Ни один из этих

С юга на север

С востока на запад

Правильный ответ:

С востока на запад

Пояснение:

Визуализируя земной шар и указывая ударом «юг» на «северный» магнитный полюс, вы увидите, что пальцы сгибаются и указывают с востока на запад.

Сообщить об ошибке

Уведомление об авторских правах

Все ресурсы AP Physics 2

10.2 Магнитное поле, связанное с током | Электромагнетизм

10.

Если поднести компас к проводу, по которому течет ток течет, стрелка компаса будет отклоняться.

Поскольку компасы работают, указывая вдоль силовых линий магнитного поля, это означает, что магнитное поле должно быть вблизи провод, по которому течет ток.

Магнитное поле, создаваемое электрическим током, всегда ориентированы перпендикулярно направлению течения. Ниже приведен эскиз того, что магнитное поле вокруг провод выглядит так, как будто по проводу течет ток. Мы используем \(\vec{B}\) для обозначения магнитного поля и стрелки на силовых линиях показывают направление магнитного поля.

Направление тока в проводнике (проводе) показано центральной стрелкой. Кружки — это линии поля. и они также имеют направление, указанное стрелками на линиях. Аналогично ситуации с электрическим полем линий, чем больше линий (или чем ближе они друг к другу) в области, тем сильнее магнитное поле.

Важно: все наши обсуждения направлений полей предполагают, что мы имеем дело с условный ток .

Чтобы лучше представить себе эту ситуацию, поставьте ручку или карандаш прямо на стол. Круги сосредоточены вокруг карандашом или ручкой и будут нарисованы параллельно поверхности стола. Кончик ручки или карандаша будет указывать в направлении течения.

Вы можете посмотреть на карандаш или ручку сверху, и карандаш или ручка будут точкой в ​​центре кругов. Направление силовых линий магнитного поля в этой ситуации против часовой стрелки.

Чтобы было легче увидеть, что происходит, мы собираемся нарисовать только один набор линий круглых полей, но обратите внимание что это просто для иллюстрации.

Если положить лист бумаги за карандаш и посмотреть на него сбоку, то вы увидите круглую силовые линии обращены друг к другу, и трудно понять, что они круглые. Они проходят через бумагу. Запомни это поле линии имеют направление, поэтому, когда вы смотрите на лист бумаги сбоку, это означает, что круги идут в бумагу с одной стороны карандаша и выйти из бумаги с другой стороны.

Когда мы рисуем направления магнитных полей и токов, мы используем символы \(\odot\) и \(\otimes\). Символ \(\одот\) представляет собой стрелка, выходящая из страницы, и символ \(\отаймс\) представляет собой стрелку, уходящую на страницу.

Легко запомнить значения символов, если подумать о стрела с острым наконечником на голове и хвостом с перьями в форме креста.

Датский физик Ганс Христиан Эрстед однажды в 1820 году читал лекцию о возможности электричества и магнетизм связаны друг с другом, и в процессе убедительно продемонстрировали это с помощью эксперимента перед всем своим классом. Путем пропускания электрического тока через металлическую проволоку, подвешенную над магнитным компас, Эрстед смог произвести определенное движение стрелки компаса в ответ на течение. Что началось как догадка в начале занятия, а в конце подтвердилось как факт. Излишне говорить, что Эрстед пришлось пересмотреть свои конспекты лекций для будущих занятий. Его открытие проложило путь к целой новой ветви наука — электромагнетизм.

Теперь мы рассмотрим три примера проводов с током. Для каждого примера определим магнитную поля и начертите силовые линии магнитного поля вокруг проводника.

Магнитное поле вокруг прямого провода (ESBPT)

Направление магнитного поля вокруг токоведущего проводник показан на рисунке 10.1.

Направление магнитного поля

Используя указания, данные на рис. 10.1 и рис. 10.2, попытайтесь найти правило, которое легко подскажет вам направление магнитного поля.

Подсказка: используйте пальцы. Держите провод в руках и попытайтесь найти связь между направлением вашего большой палец и направление, в котором сгибаются пальцы.

Существует простой метод нахождения зависимости между направлением тока, протекающего в проводника и направления магнитного поля вокруг того же проводника. Метод называется 9.0291 Право Правило руки . Проще говоря, правило правой руки гласит, что линии магнитного поля, создаваемые токонесущий провод будет ориентирован в том же направлении, что и загнутые пальцы правой руки человека (в положение «автостоп»), при этом большой палец указывает в направлении течения.

Ваша правая рука и левая рука уникальны в том смысле, что вы не можете повернуть одну из них, чтобы оказаться в одном и том же месте. положение как другой. Это означает, что правая часть правила является существенной. Вы всегда получите неправильный ответ, если вы используете не ту руку.

Правило правой руки

Используйте Правило правой руки, чтобы нарисовать направления магнитных полей для следующих проводников с токи текут в направлениях, указанных стрелками. Первая задача для вас решена.

Магнитное поле вокруг проводника с током

Аппарат

1. один \(\text{9}\) \(\text{V}\) батарея с держателем

2. два соединительных провода с зажимами типа «крокодил»

3. компас

4. секундомер

Метод

1. Подсоедините провода к аккумулятору, оставив один конец каждого провода неподключенным, чтобы цепь не закрыто.

2. Не забудьте ограничить текущий поток до \(\text{10}\) \(\text{секунд}\) за раз (Почему вы можете спросить, провод сам по себе имеет очень малое сопротивление, поэтому батарея очень быстро разряжается). Это для сохранить срок службы батареи, а также предотвратить перегрев проводов и контактов батареи.

3. Поместите компас рядом с проводом.

4. Замкните цепь и посмотрите, что происходит с компасом.

5. Поменяйте полярность батареи и замкните цепь. Наблюдайте за тем, что происходит с компасом.

Выводы

Используйте свои наблюдения, чтобы ответить на следующие вопросы:

1. Создает ли ток, протекающий по проводу, магнитное поле?

2. Присутствует ли магнитное поле при отсутствии тока?

3. Зависит ли направление магнитного поля, создаваемого током в проводе, от направления текущий расход?

4. Как направление тока влияет на магнитное поле?

Магнитное поле вокруг контура с током (ESBPV)

До сих пор мы рассматривали только прямые провода, по которым течет ток, и магнитные поля вокруг них. Мы собираюсь изучать магнитное поле, создаваемое круглыми петлями провода, по которому течет ток, потому что поле имеет очень полезные свойства, например, вы увидите, что мы можем создать однородное магнитное поле.

Магнитное поле вокруг контура проводника

Представьте себе две петли из проволоки, по которым текут токи (в противоположных направлениях) и которые параллельны странице. вашей книги. Используя правило правой руки, нарисуйте, как, по вашему мнению, будет выглядеть магнитное поле в различные точки вокруг каждой из двух петель. В петле 1 ток течет против часовой стрелки. направлении, а в петле 2 ток течет по часовой стрелке.

Если сделать петлю из проводника с током, то направление магнитного поля получится применение правила правой руки к различным точкам цикла.

Обратите внимание на изменение правила правой руки. Если вы сделаете так, чтобы пальцы правой руки следовали за направление тока в петле, ваш большой палец будет указывать в том направлении, где появляются силовые линии. Этот похож на северный полюс (где силовые линии выходят из стержневого магнита) и показывает, с какой стороны петля будет притягивать северный полюс стержневого магнита.

Магнитное поле вокруг соленоида (ESBPW)

Если мы теперь добавим еще одну петлю с током в том же направлении, то магнитное поле вокруг каждой петли может быть сложены вместе, чтобы создать более сильное магнитное поле. Катушка из множества таких петель называется соленоидом . Соленоид представляет собой цилиндрическую катушку из проволоки, действующую как магнит, когда по проводу протекает электрический ток. картина магнитного поля вокруг соленоида похожа на картину магнитного поля вокруг стержневого магнита, который вы изучаемый в 10-м классе, который имел определенные северный и южный полюса, как показано на рис. 10.3.

Реальные приложения (ESBPX)

Электромагниты

Электромагнит представляет собой кусок провода, предназначенный для создания магнитного поля при прохождении электрический ток через него. Хотя все проводники с током создают магнитные поля, электромагнит обычно конструируется таким образом, чтобы максимизировать силу магнитного поля, которое он создает для спец. Назначение. Электромагниты обычно используются в исследованиях, промышленности, медицине и потребительских товарах. Ан пример часто используемого электромагнита в защитных дверях, например. на дверях магазина, которые открываются автоматически.

Как электрически управляемый магнит, электромагниты являются частью самых разных «электромеханические» устройства: машины, которые производят механическую силу или движение посредством электрических власть. Возможно, наиболее очевидным примером такой машины является электродвигатель , который будет подробно описано в 12 классе. Другими примерами использования электромагнитов являются электрические звонки, реле, громкоговорители и подъемные краны.

Видео: 23ZP

Электромагниты

Цель

Магнитное поле создается при протекании электрического тока по проводу. Одиночный провод не производит сильное магнитное поле, но провод, намотанный на железный сердечник, делает это. Мы будем исследовать это поведение.

Аппарат

1. батарея и держатель

2. длина провода

3. компас

4. несколько гвоздей

Метод

1. Если вы еще не проводили предыдущий эксперимент в этой главе, сделайте это сейчас.

2. Согните провод в несколько витков, прежде чем прикрепить его к батарее. Наблюдайте за тем, что происходит с отклонение стрелки компаса. Отклонение компаса стало сильнее?

3. Повторите эксперимент, изменив количество и размер витков проволоки. Наблюдайте за тем, что происходит к отклонению по компасу.

4. Намотайте проволоку на железный гвоздь, а затем прикрепите катушку к батарее. Наблюдайте за тем, что происходит с отклонение стрелки компаса.

Выводы

1. Влияет ли количество катушек на силу магнитного поля?

2. Железный гвоздь увеличивает или уменьшает силу магнитного поля?

Воздушные линии электропередач и окружающая среда

Физическое воздействие

Линии электропередач – обычное явление для всей нашей страны. Эти линии передают энергию от электростанций к наши дома и офисы. Но эти линии электропередач могут оказывать негативное воздействие на окружающую среду. Одна опасность, которая они представляют для птиц, которые влетают в них. Защитница природы Джессика Шоу провела последние несколько лет в поисках при этой угрозе. На самом деле, линии электропередач представляют собой основную угрозу для синего журавля, национального животного Южной Африки. птица в Кару.

«Нам в Южной Африке повезло, что у нас есть широкий спектр видов птиц, в том числе много крупных птиц, таких как журавли, аисты и дрофы. К сожалению, здесь также много линий электропередач, которые могут воздействовать на птиц. двумя способами. Они могут быть поражены электрическим током, когда садятся на некоторые типы пилонов, а также могут быть убиты столкновение с леской, если они влетят в нее, либо от удара о леску, либо от удара о землю после. Эти столкновения часто случаются с крупными птицами, которые слишком тяжелы, чтобы избежать столкновения с линией электропередачи. увидеть его только в последнюю минуту. Другие причины, по которым птицы могут столкнуться, включают плохую погоду, полеты стаями. и отсутствие опыта у молодых птиц.

В течение последних нескольких лет мы изучали серьезное влияние столкновений с линиями электропередач на Синих. Журавли и дрофы Людвига. Это два наших эндемичных вида, что означает, что они встречаются только в Южная Африка. Это крупные птицы с большой продолжительностью жизни и медленным размножением, поэтому популяции могут не оправиться от высокой смертности. Мы прошли и проехали под линиями электропередач через Оверберг и Кару для подсчета мертвых птиц. Данные показывают, что тысячи этих птиц погибают в результате столкновений каждый год. году, и дрофа Людвига теперь занесена в список исчезающих видов из-за высокого уровня неестественная смертность. Мы также ищем способы уменьшить эту проблему и работаем с Eskom. для тестирования различных устройств разметки линий. Когда маркеры висят на линиях электропередач, птицы могут видеть линии электропередач издалека, что даст им достаточно времени, чтобы избежать столкновения».

Воздействие полей

Тот факт, что вокруг линий электропередач создается поле, означает, что они потенциально могут оказать воздействие на расстояние. Это было изучено и продолжает оставаться предметом серьезных дискуссий. На момент написания, рекомендации Всемирной организации здравоохранения по воздействию на человека электрических и магнитных полей указывают, что нет четкой связи между воздействием магнитных и электрических полей, которым подвергается широкая общественность. столкновения с линиями электропередач, потому что это крайне низкочастотные поля.

Шум линии электропередач может мешать радиосвязи и радиовещанию. По сути, линии электропередач или связанное оборудование неправильно генерирует нежелательные радиосигналы, которые перекрывают или конкурируют с желаемым радио сигналы. Шум в линии электропередач может повлиять на качество приема радио и телевидения. Нарушение радио связь, такая как любительское радио, также может иметь место. Потеря важных коммуникаций, таких как полиция, пожарные, военные и другие подобные пользователи радиочастотного спектра могут привести к еще более серьезным последствиям.

Групповое обсуждение:

Когда молния попадает в корабль или самолет, она может повредить или иным образом изменить его магнитный компас. Там были зарегистрированы случаи, когда удар молнии менял полярность компаса так, что стрелка указывала юг вместо севера.

Магнитные поля

Учебник Упражнение 10.1

Приведите доказательства существования магнитного поля вблизи провода с током.

Если поднести компас к проводу, по которому течет ток, стрелка компаса будет отклонено. Поскольку компасы работают, указывая вдоль силовых линий магнитного поля, это означает, что должен быть магнитное поле вблизи провода, по которому течет ток.