Sol əl qaydasından istifadə edərək istiqaməti necə təyin etmək olar. Sağ əlin iki qaydası

Bugünkü video dərsliyi sayəsində biz bir maqnit sahəsinin elektrik cərəyanına təsiri ilə necə aşkar edildiyini öyrənəcəyik. Sol əlin qaydasını xatırlayaq. Təcrübə vasitəsilə bir maqnit sahəsinin başqa bir elektrik cərəyanına təsiri ilə necə aşkar edildiyini öyrənirik. Sol əl qaydasının nə olduğunu öyrənək.

Bu dərsimizdə maqnit sahəsinin elektrik cərəyanına təsiri ilə aşkarlanması məsələsini müzakirə edəcəyik və sol əl qaydası ilə tanış olacağıq.

Gəlin təcrübəyə müraciət edək. Cərəyanların qarşılıqlı təsirini öyrənmək üçün ilk belə təcrübə 1820-ci ildə fransız alimi Amper tərəfindən aparılmışdır. Təcrübə belə idi: bir istiqamətdə paralel keçiricilərdən elektrik cərəyanı keçirildi, sonra bu keçiricilərin müxtəlif istiqamətlərdə qarşılıqlı təsiri müşahidə edildi.

düyü. 1. Amperin təcrübəsi. Cərəyan keçirən birgə istiqamətli keçiricilər cəlb edir, əks keçiricilər dəf edir

Elektrik cərəyanının eyni istiqamətdə keçdiyi iki paralel keçirici götürsəniz, bu halda keçiricilər bir-birini cəlb edəcəkdir. Eyni keçiricilərdə elektrik cərəyanı müxtəlif istiqamətlərdə axdıqda, keçiricilər bir-birini itələyirlər. Beləliklə, bir maqnit sahəsinin elektrik cərəyanına qüvvə təsirini müşahidə edirik. Beləliklə, aşağıdakıları deyə bilərik: bir maqnit sahəsi elektrik cərəyanı tərəfindən yaradılır və başqa bir elektrik cərəyanına (Amper qüvvəsi) təsiri ilə aşkar edilir.

Çoxlu sayda oxşar təcrübələr aparıldıqda, maqnit xətlərinin istiqamətini, elektrik cərəyanının istiqamətini və maqnit sahəsinin qüvvə təsirini əlaqələndirən bir qayda əldə edildi. Bu qayda adlanır sol əl qaydası. Tərif: sol əl elə yerləşdirilməlidir ki, maqnit xətləri xurma daxil olsun, dörd uzadılmış barmaq elektrik cərəyanının istiqamətini göstərir - sonra əyilmiş baş barmaq maqnit sahəsinin istiqamətini göstərəcək.

düyü. 2. Sol əl qaydası

Diqqət yetirin: maqnit xətti hara yönəldilirsə, maqnit sahəsinin orada hərəkət etdiyini deyə bilmərik. Burada kəmiyyətlər arasındakı əlaqə bir qədər mürəkkəbdir, ona görə də istifadə edirik sol əl qaydası.

Unutmayaq ki, elektrik cərəyanı elektrik yüklərinin istiqamətli hərəkətidir. Bu o deməkdir ki, maqnit sahəsi hərəkət edən yükə təsir edir. Və bu halda bu hərəkətin istiqamətini müəyyən etmək üçün sol əl qaydasından da istifadə edə bilərik.

Sol əl qaydasının müxtəlif istifadələri üçün aşağıdakı şəkilə nəzər salın və hər bir işi özünüz təhlil edin.

düyü. 3. Sol əl qaydasının müxtəlif tətbiqləri

Nəhayət, daha bir vacib fakt. Elektrik cərəyanı və ya yüklənmiş hissəciyin sürəti maqnit sahəsi xətləri boyunca yönəldilərsə, bu cisimlərə maqnit sahəsinin heç bir təsiri olmayacaqdır.

Əlavə ədəbiyyat siyahısı:

Aslamazov L.G. Elektrik və maqnit sahələrində yüklənmiş hissəciklərin hərəkəti // Kvant. - 1984. - No 4. - S. 24-25. Myakişev G.Ya. Elektrik mühərriki necə işləyir? // Kvant. - 1987. - No 5. - S. 39-41. İbtidai sinif fizika dərsliyi. Ed. G.S. Landsberg. T. 2. - M., 1974. Yavorsky B.M., Pinsky A.A. Fizikanın əsasları. T.2. - M.: Fizmətlit, 2003.

Fizika testi Sol əl qaydası. Maqnit sahəsinin elektrik cərəyanına təsiri ilə aşkarlanması 9-cu sinif şagirdləri üçün cavabları ilə. Test çox seçimli 10 sualdan ibarətdir.

1. Maqnitizmdə cərəyanın istiqaməti hərəkət istiqaməti ilə üst-üstə düşür

1) elektronlar
2) mənfi ionlar
3) müsbət hissəciklər
4) cavabların heç biri düzgün deyil

2. Kvadrat çərçivə şəkildə göstərildiyi kimi vahid maqnit sahəsində yerləşir. Çərçivədəki cərəyanın istiqaməti oxlarla göstərilir.

Çərçivənin alt tərəfinə təsir edən qüvvə yönəldilir

3. Dörd düz üfüqi keçiricidən (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) və birbaşa cərəyan mənbəyindən ibarət elektrik dövrəsi vahid maqnit sahəsindədir, qüvvə xətləri şaquli olaraq yuxarıya doğru yönəldilmişdir (bax. Şəkil, yuxarıya baxın).

1) üfüqi olaraq sağa
2) üfüqi olaraq sola
3) şaquli yuxarı
4) şaquli olaraq aşağı

4. Dörd düz üfüqi keçiricidən (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) və birbaşa cərəyan mənbəyindən ibarət elektrik dövrəsi xətləri üfüqi olaraq sağa yönəldilmiş vahid bir maqnit sahəsindədir (bax. rəqəm, yuxarıdan görünüş).

5. Elektrik mühərrikinin işləməsi buna əsaslanır

1) maqnit sahəsinin elektrik cərəyanı keçirən keçiriciyə təsiri
2) yüklərin elektrostatik qarşılıqlı təsiri
3) özünü induksiya fenomeni
4) elektrik sahəsinin elektrik yükünə təsiri

6. Elektrik mühərrikinin əsas məqsədi çevirməkdir

1) mexaniki enerjinin elektrik enerjisinə çevrilməsi
2) elektrik enerjisinin mexaniki enerjiyə çevrilməsi
3) daxili enerjini mexaniki enerjiyə
4) mexaniki enerjinin müxtəlif enerji növlərinə çevrilməsi

7. Maqnit sahəsi sıfırdan fərqli qüvvə ilə hərəkət edir

1) istirahətdə olan atom
2) istirahət ionu
3) maqnit induksiya xətləri boyunca hərəkət edən ion
4) maqnit induksiya xətlərinə perpendikulyar hərəkət edən ion

8. Düzgün ifadə(lər)i seçin.

A. müsbət yüklü zərrəyə təsir edən qüvvənin istiqamətini təyin etmək üçün sol əlin dörd barmağı hissəciyin sürəti istiqamətində yerləşdirilməlidir.
B. mənfi yüklü zərrəyə təsir edən qüvvənin istiqamətini müəyyən etmək üçün sol əlin dörd barmağı hissəciyin sürətinin əksinə yerləşdirilməlidir.

1) yalnız A
2) yalnız B
3) həm A, həm də B
4) nə A, nə də B

9. Üfüqi istiqamətlənmiş sürətə malik müsbət yüklü hissəcik v

1) Şaquli aşağı
2) Şaquli yuxarı
3) Bizdən
4) Bizdən

10. Üfüqi istiqamətlənmiş sürətə malik mənfi yüklü hissəcik v, maqnit xətlərinə perpendikulyar olan sahə bölgəsinə uçur. Zərrəciklərə təsir edən qüvvə hara yönəldilir?

1) Bizə
2) Bizdən
3) Rəsm müstəvisində üfüqi olaraq sola
4) Rəsm müstəvisində üfüqi olaraq sağa

Fizika testinə cavablar Sol əl qaydası Maqnit sahəsinin elektrik cərəyanına təsiri ilə aşkarlanması
1-3
2-4
3-2
4-3
5-1
6-2
7-4
8-3
9-4
10-2

Sol əl qaydası Amper qüvvəsinin, eləcə də Lorentz qüvvəsinin istiqamətini təyin etmək üçün istifadə olunur. Bu qayda yadda saxlamaq üçün əlverişlidir, çünki olduqca sadə və aydındır.

Bu qaydanın mətni belədir:

Əgər sol əlinizin ovucunu elə yerləşdirsəniz ki, uzadılmış dörd barmaq cərəyanın istiqamətini göstərsin və xarici maqnit sahəsinin güc xətləri açıq ovucuna daxil olsun, onda 90 dərəcə yerləşdirilmiş baş barmaq qüvvənin istiqamətini göstərəcək. .

Şəkil 1 - Sol əl qaydasının təsviri

Bu qaydaya bəzi əlavələr edilə bilər. Məsələn, elektrona və ya mənfi yüklü iona təsir edəcək qüvvənin istiqamətini müəyyən etmək üçün sol əl qaydası tətbiq edilərsə. Hansı ki, maqnit sahəsində hərəkət edəcək. Elektronun hərəkət etdiyi istiqamətin cari hərəkət istiqamətinin əksinə olduğunu xatırlamaq vacibdir. Tarixən baş verdiyi üçün cərəyanın hərəkət istiqaməti müsbət elektroddan mənfiyə doğru götürülür.

Və elektronlar bir keçirici boyunca mənfi qütbdən müsbətə doğru hərəkət edir.

Yekun olaraq deyə bilərik ki, müxtəlif vizual üsullardan istifadə bu və ya digər qaydanın yadda saxlanmasını xeyli asanlaşdırır. Axı, bir şəkli xatırlamaq quru mətndən daha asandır.

• Bu halların bir çoxu üçün vektor məhsulunun istiqamətini və ya ümumiyyətlə əsasın istiqamətini müəyyən etməyə imkan verən ümumi formulaya əlavə olaraq, hər bir konkret vəziyyətə xüsusilə yaxşı uyğunlaşdırılmış qaydanın xüsusi formulaları mövcuddur (lakin daha az ümumi).

Prinsipcə, bir qayda olaraq, eksenel vektorun iki mümkün istiqamətindən birinin seçilməsi sırf şərti hesab olunur, lakin hesablamaların yekun nəticəsində işarənin qarışdırılmaması üçün həmişə eyni şəkildə baş verməlidir. Bu məqalənin mövzusunu təşkil edən qaydalar məhz budur (onlar həmişə eyni seçimdə qalmağa imkan verir).

Ümumi (əsas) qayda

Həm gimlet (vida) qaydasının variantında, həm də sağ əl qaydasının variantında istifadə edilə bilən əsas qayda, əsaslar və vektor məhsulu (və ya hətta onlardan biri üçün) üçün istiqamət seçmək qaydasıdır. ikisi, çünki biri birbaşa digəri vasitəsilə müəyyən edilir). Bu vacibdir, çünki prinsipcə, bütün digər qaydaların əvəzinə bütün hallarda istifadə üçün kifayətdir, yalnız müvafiq düsturlarda amillərin sırasını bilsəniz.

Vektor məhsulunun müsbət istiqamətini təyin etmək üçün qaydanın seçilməsi və üçün müsbət əsasüçölçülü fəzada (koordinat sistemləri) bir-biri ilə sıx bağlıdır.

Sol (şəkildə sol) və sağ (sağ) Kartezyen koordinat sistemləri (sol və sağ əsaslar). O, ümumiyyətlə müsbət hesab olunur və düzgün olanı defolt olaraq istifadə olunur (bu, ümumi qəbul edilmiş konvensiyadır; lakin xüsusi səbəblər insanı bu konvensiyadan kənara çıxmağa məcbur edirsə, bu, açıq şəkildə ifadə edilməlidir)

Bu qaydaların hər ikisi prinsipcə sırf konvensiyadır, lakin ümumiyyətlə qəbul edilir (ən azı bunun əksi açıq şəkildə ifadə edilmədikdə) fərz edilir və hamılıqla qəbul edilmiş razılaşmadır, müsbət düzgün əsas, və vektor məhsulu müsbət ortonormal əsas üçün müəyyən edilir e → x , e → y , e → z (\displaystyle (\vec (e))_(x),(\vec (e))_(y),(\vec (e))_(z))(bütün oxlar boyunca vahid miqyaslı düzbucaqlı Dekart koordinatlarının əsası, bütün oxlar boyunca vahid vektorlardan ibarət), aşağıdakılar yerinə yetirilir:

burada əyri çarpaz vektor vurma əməliyyatını bildirir.

Varsayılan olaraq, müsbət (və beləliklə, doğru) əsaslardan istifadə etmək adi haldır. Prinsipcə, sağ əsasdan istifadə etmək çox əlverişsiz və ya tamamilə qeyri-mümkün olduqda (məsələn, güzgüdə əks olunan düzgün əsasımız varsa, əks sol əsası təmsil edir və heç bir şey etmək olmaz) istifadə etmək adətdir. bunun haqqında).

Odur ki, vektor hasilinin qaydası və müsbət əsasın seçilməsi (qurulması) qaydası bir-birinə uyğundur.

Onları belə formalaşdırmaq olar:

Çarpaz məhsul üçün

Çarpaz məhsul üçün gimlet (vida) qaydası: Vektorları elə çəksəniz ki, onların mənşəyi üst-üstə düşsün və birinci faktor vektorunu ən qısa yolla ikinci faktor vektoruna çevirsəniz, eyni şəkildə fırlanan gimlet (vida) məhsul vektoru istiqamətində vidalanacaq. .

Saat əqrəbi istiqamətində vektor məhsulu üçün gimlet (vida) qaydasının variantı: Əgər vektorları elə çəksək ki, onların mənşəyi üst-üstə düşsün və birinci vektor faktorunu ən qısa yolla ikinci vektor-amilə fırladıb yan tərəfdən baxsaq ki, bu fırlanma bizim üçün saat əqrəbi istiqamətində olsun, vektor-məhsul uzaqlaşacaq. bizdən (saata vidalanmış).

Çarpaz məhsul üçün sağ əl qaydası (birinci seçim):

Əgər vektorları elə çəkirsinizsə ki, onların mənşəyi üst-üstə düşsün və birinci faktor vektorunu ən qısa şəkildə ikinci faktor vektoruna çevirsin və sağ əlin dörd barmağı fırlanma istiqamətini göstərsin (sanki fırlanan silindri əhatə edir), onda çıxan baş barmaq məhsul vektorunun istiqamətini göstərəcək.

Çarpaz məhsul üçün sağ əl qaydası (ikinci seçim):

A → × b → = c → (\displaystyle (\vec (a))\times (\vec (b))=(\vec (c)))

Vektorları elə çəkirsinizsə ki, onların mənşəyi üst-üstə düşsün və sağ əlin birinci (baş barmağı) birinci faktor vektoru, ikinci (şəhadət) barmağı ikinci faktor vektoru boyunca yönəlsin, onda üçüncü (orta) ( təqribən) məhsul vektorunun istiqaməti (bax . cizgi).

Elektrodinamika ilə əlaqədar olaraq, cərəyan (I) baş barmaq boyunca yönəldilir, maqnit induksiya vektoru (B) göstərici barmağı boyunca yönəldilir və qüvvə (F) orta barmaq boyunca yönəldiləcəkdir. Mnemonik olaraq, qayda FBI abbreviaturası (qüvvə, induksiya, cari və ya Federal Təhqiqat Bürosu (FBI) ingilis dilindən tərcümə olunur) və tapançanı xatırladan barmaqların mövqeyi ilə yadda saxlamaq asandır.

Bazalar üçün

Bütün bu qaydalar, əlbəttə ki, əsasların istiqamətini müəyyən etmək üçün yenidən yazıla bilər. Onlardan yalnız ikisini yenidən yazaq: Əsas üçün sağ əl qaydası:

x, y, z - sağ koordinat sistemi.

Əgər əsasda e x , e y , e z (\displaystyle e_(x),e_(y),e_(z))(oxlar boyu vektorlardan ibarətdir x, y, z) sağ əlin birinci (baş barmaq) barmağını birinci əsas vektor boyunca (yəni ox boyunca) istiqamətləndirin x), ikinci (indeks) - ikinci boyunca (yəni ox boyunca y), üçüncü (orta) isə (təxminən) üçüncü tərəfə (boyu) yönəldiləcək. z), onda bu düzgün əsasdır(şəkildə göründüyü kimi).

Əsas üçün gimlet (vida) qaydası: Əgər siz gimleti və vektorları elə çevirsəniz ki, birinci bazis vektoru ikinciyə ən qısa şəkildə meyl etsin, onda gimlet (vida) düzgün bazisdirsə, üçüncü bazis vektoru istiqamətində vidalanacaq.

• Bütün bunlar, əlbəttə ki, müstəvidə koordinatların istiqamətini seçmək üçün adi qaydanın uzadılmasına uyğundur (x - sağa, y - yuxarı, z - bizə doğru). Sonuncu, prinsipcə gimlet, sağ əl və s. qaydasını əvəz edə bilən başqa bir mnemonik qayda ola bilər (lakin istifadə etmək çox güman ki, bəzən müəyyən bir məkan təxəyyülü tələb edir, çünki adi şəkildə çəkilmiş koordinatları zehni olaraq fırlatmaq lazımdır. oriyentasiyasını müəyyən etmək istədiyimiz əsasla üst-üstə düşənə qədər və hər hansı bir şəkildə yerləşdirilə bilər).

Xüsusi hallar üçün gimlet (vida) qaydasının və ya sağ əl qaydasının formulaları

Yuxarıda qeyd olundu ki, gimlet qaydasının və ya sağ əl qaydasının (və digər oxşar qaydaların), o cümlədən aşağıda qeyd olunanların hamısının bütün müxtəlif formulaları lazım deyil. Yuxarıda təsvir olunan ümumi qaydanı (ən azı bəzi variantlarda) bilirsinizsə və vektor məhsulu olan düsturlarda amillərin sırasını bilirsinizsə, onları bilmək lazım deyil.

Bununla belə, aşağıda təsvir edilən bir çox qaydalar onların tətbiqinin xüsusi hallarına yaxşı uyğunlaşdırılmışdır və buna görə də bu hallarda vektorların istiqamətini tez müəyyən etmək çox rahat və asan ola bilər.

Mexanik sürət fırlanması üçün sağ əl və ya gimlet (vida) qaydası

Bucaq sürəti üçün sağ əl və ya gimlet (vida) qaydası

Qüvvələr anı üçün sağ əlin və ya gimletin (vida) qaydası

(Harada F → i (\displaystyle (\vec (F))_(i))- tətbiq olunan qüvvə i- bədənin ci nöqtəsi, r → i (\displaystyle (\vec (r))_(i))- radius vektoru, × (\displaystyle \ dəfə)- vektor vurma işarəsi),

qaydalar da ümumiyyətlə oxşardır, lakin biz onları açıq şəkildə tərtib edəcəyik.

Gimlet (vida) qaydası: Bir vinti (gimlet) qüvvələrin gövdəni döndərməyə meylli olduğu istiqamətdə döndərsəniz, vida bu qüvvələrin momentinin yönəldildiyi istiqamətdə vidalanacaq (və ya açılacaqdır).

Sağ əl qaydası: Təsəvvür etsək ki, cəsədi sağ əlimizə aldıq və onu dörd barmağın göstərdiyi istiqamətə çevirməyə çalışırıq (bədəni döndərməyə çalışan qüvvələr bu barmaqların istiqamətinə yönəldilir), onda çıxan baş barmaq işarə edəcək. fırlanma momentinin yönəldildiyi istiqamətdə (bu gücün anı).

Maqnitostatik və elektrodinamikada sağ əl və gimlet (vida) qaydası

Maqnit induksiyası üçün (Biot-Savart qanunu)

Gimlet qaydası (vida): Gimletin (vida) tərcümə hərəkətinin istiqaməti keçiricidəki cərəyanın istiqaməti ilə üst-üstə düşürsə, gimlet sapının fırlanma istiqaməti bu cərəyanın yaratdığı sahənin maqnit induksiya vektorunun istiqaməti ilə üst-üstə düşür..

Sağ əl qaydası: Dirijoru sağ əlinizlə yapışdırsanız ki, çıxan baş barmağınız cərəyanın istiqamətini göstərsin, qalan barmaqlar dirijoru əhatə edən bu cərəyanın yaratdığı sahənin maqnit induksiya xətlərinin istiqamətini və buna görə də istiqaməti göstərəcəkdir. maqnit induksiya vektorunun bu xətlərə toxunan hər yerə yönəldilməsi.

Solenoid üçün aşağıdakı kimi tərtib edilmişdir: Əgər siz sağ əlinizin ovucu ilə solenoidi elə sıxarsanız ki, dörd barmaq döngələrdə cərəyan boyu yönəlsin, onda uzadılmış baş barmaq solenoidin daxilindəki maqnit sahəsi xətlərinin istiqamətini göstərəcək.

Maqnit sahəsində hərəkət edən keçiricidəki cərəyan üçün

Sağ əl qaydası: Sağ əlin ovucu elə yerləşdirilibsə ki, maqnit sahəsinin xətləri ona daxil olsun və əyilmiş baş barmaq keçiricinin hərəkəti boyunca yönəldilibsə, onda dörd uzadılmış barmaq induksiya cərəyanının istiqamətini göstərəcək.

Məktəbdə fizikanı yaxşı bilməyənlər üçün gimlet qaydası bu gün də əsl “terra incognita”dır. Xüsusilə İnternetdə tanınmış qanunun tərifini tapmağa çalışsanız: axtarış motorları dərhal mürəkkəb diaqramlarla çox mürəkkəb elmi izahatları qaytaracaq. Bununla belə, bunun nə olduğunu qısa və aydın şəkildə izah etmək olduqca mümkündür.

Gimlet qaydası nədir?

Gimlet - qazma delikləri üçün bir alət

Bu belə səslənir: Tərcümə hərəkətləri zamanı gimletin istiqaməti keçiricidəki cərəyanın istiqaməti ilə üst-üstə düşdüyü hallarda, eyni zamanda gimlet sapının fırlanma istiqaməti onunla eyni olacaqdır.

İstiqamət axtarır

Bunu anlamaq üçün hələ də məktəb dərslərini xatırlamalısan. Onlarda fizika müəllimləri bizə dedilər ki, elektrik cərəyanı eyni zamanda öz yükünü keçirici material boyunca daşıyan elementar hissəciklərin hərəkətidir. Mənbə sayəsində keçiricidəki hissəciklərin hərəkəti istiqamətləndirilir. Hərəkət, bildiyimiz kimi, həyatdır və buna görə də dirijorun ətrafında maqnit sahəsindən başqa bir şey yaranmır və o da fırlanır. Bəs necə?

Cavab məhz bu qayda ilə verilir (heç bir xüsusi alətdən istifadə etmədən) və nəticə çox dəyərli olur, çünki maqnit sahəsinin istiqamətindən asılı olaraq bir neçə keçirici tamamilə fərqli ssenarilərə uyğun hərəkət etməyə başlayır: ya bir-birinizi dəf edin və ya əksinə, bir-birinizə tərəf tələsin.

İstifadəsi

Maqnit sahəsi xətlərinin hərəkət yolunu müəyyən etməyin ən asan yolu gimlet qaydasından istifadə etməkdir

Bunu belə təsəvvür edə bilərsiniz - öz sağ əlinizin nümunəsindən və ən adi teldən istifadə edərək. Teli əlimizə qoyduq. Dörd barmağı sıx bir yumruğa sıxırıq. Baş barmaq yuxarıya işarə edir - bir jest kimi nəyisə bəyəndiyimizi nümayiş etdiririk. Bu “düzgün”də baş barmaq cərəyanın hərəkət istiqamətini aydın göstərəcək, digər dördü isə maqnit sahəsinin xətlərinin hərəkət yolunu göstərəcək.

Qayda həyatda olduqca tətbiq olunur. Fiziklərə cərəyanın maqnit sahəsinin istiqamətini təyin etmək, mexaniki fırlanma sürətini, maqnit induksiya vektorunu və fırlanma momentini hesablamaq üçün lazımdır.

Yeri gəlmişkən, qaydanın müxtəlif vəziyyətlərə şamil edilməsi, baxılan hər bir konkret vəziyyətdən asılı olaraq onun bir neçə şərhinin olması ilə də göstərilir.