قاعده گیملت قانون دست راست و چپ است. قدرت آمپر. قانون دست چپ آنچه با دست چپ متصل است

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

در زیر فرمول های اساسی در مورد موضوع "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 آنها را حدس بزنیم یا اصلا حدس بزنیم. امروزه ما به میدان مغناطیسی علاقه مندیم.

القای مغناطیسی

همانطور که اجسام باردار در اطراف خود میدان الکتریکی 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 تنها می توان 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.

اتفاقاً چیزهای زیادی پیدا خواهید کرد حقایق جالبدر مورد این موضوع در مقاله ما در مورد.

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 شستجهت جریان را نشان می دهد، سپس انگشتان خم شده در اطراف هادی جهت خطوط میدان مغناطیسی را در اطراف هادی نشان می دهد. 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 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 با قانون سمت چپ تعیین می شود: اگر قرار دهید دست چپبه طوری که خطوط القای مغناطیسی وارد کف دست شوند و انگشتان کشیده شده جهت جریان را نشان دهند، انگشت شست کشیده شده جهت نیروی آمپر را نشان می دهد.

نیروی لورنتس

ما متوجه شدیم که میدان بر روی یک هادی حامل جریان عمل می کند. اما اگر اینطور باشد، در 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

برق، 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

با استفاده از قانون گیملت، جهت خطوط مغناطیسی (که خطوط القایی مغناطیسی نیز نامیده می شود) در اطراف یک هادی حامل جریان تعیین می شود.

قانون گیملت: تعریف

خود قانون به این صورت است: هنگامی که جهت حرکت یک گیره به صورت انتقالی با جهت جریان در هادی مورد مطالعه منطبق باشد، جهت چرخش دسته این گیره با جهت میدان مغناطیسی آن یکسان است. جاری.

به آن قانون دست راست نیز می گویند و در این زمینه تعریف بسیار واضح تر است. اگر سیم را با دست راست خود بگیرید به طوری که چهار انگشت در یک مشت فشرده شود و انگشت شست به سمت بالا باشد (یعنی روشی که معمولاً با دستان خود "سرد" را نشان می دهیم)، آنگاه شست نشان می دهد که در کدام جهت است. جریان در حال حرکت است، و چهار انگشت دیگر - جهت خطوط میدان مغناطیسی

منظور ما از gimlet یک پیچ با رزوه سمت راست است. آنها استاندارد در فناوری هستند، زیرا اکثریت مطلق را نمایندگی می کنند. به هر حال، همان قانون را می توان با استفاده از مثال حرکت در جهت عقربه های ساعت فرموله کرد، زیرا یک پیچ با رزوه سمت راست دقیقاً در این جهت پیچ می شود.

کاربرد قاعده گیملت

در فیزیک، قانون گیملت نه تنها برای تعیین جهت میدان مغناطیسی یک جریان استفاده می شود. برای مثال، برای محاسبه جهت بردارهای محوری، بردار سرعت زاویه‌ای، بردار القای مغناطیسی B، جهت جریان القایی با بردار القای مغناطیسی شناخته شده و بسیاری از گزینه‌های دیگر نیز کاربرد دارد. اما برای هر موردی این قاعده فرمول خاص خود را دارد.

به عنوان مثال، برای محاسبه بردار حاصل ضرب، می گوید: اگر بردارها را طوری ترسیم کنید که در ابتدا بر هم منطبق باشند، و بردار عامل اول را به سمت بردار عامل دوم حرکت دهید، آنگاه گیملت به همین ترتیب حرکت می کند. به سمت وکتور محصول پیچ کنید.

یا قانون گیملت برای چرخش مکانیکی سرعت به این صورت به نظر می رسد: اگر پیچ را در همان جهتی که بدنه می چرخد ​​بچرخانید، در جهت سرعت زاویه ای پیچ می شود.

این همان چیزی است که قاعده گیملت برای لحظه نیروها به نظر می رسد: وقتی پیچ در همان جهتی که نیروها بدن را می چرخانند بچرخد، گیره در جهت این نیروها پیچ می شود.

برای مدت طولانی، میدان های الکتریکی و مغناطیسی به طور جداگانه مورد مطالعه قرار گرفتند. اما در سال 1820، دانشمند دانمارکی هانس کریستین اورستد، طی یک سخنرانی در مورد فیزیک، کشف کرد که سوزن مغناطیسی در نزدیکی هادی حامل جریان می چرخد ​​(شکل 1 را ببینید). این اثر مغناطیسی جریان را ثابت کرد. پس از انجام چندین آزمایش، ارستد متوجه شد که چرخش سوزن مغناطیسی به جهت جریان در هادی بستگی دارد.

برنج. 1. آزمایش ارستد

به منظور تصور اصل چرخش سوزن مغناطیسی در نزدیکی هادی با جریان، نمای انتهای هادی را در نظر بگیرید (شکل 2 را ببینید، جریان به سمت شکل هدایت می شود، - از شکل)، که در نزدیکی آن سوزن های مغناطیسی نصب شده است. پس از عبور جریان، فلش ها به شکلی مشخص و با قطب های مخالف یکدیگر قرار می گیرند. از آنجایی که فلش های مغناطیسی مماس بر خطوط مغناطیسی هستند، خطوط مغناطیسی یک هادی مستقیم با جریان دایره ای هستند و جهت آنها به جهت جریان در هادی بستگی دارد.

برنج. 2. محل قرارگیری سوزن های مغناطیسی در نزدیکی هادی مستقیم با جریان

برای نشان دادن واضح تر خطوط مغناطیسی یک هادی حامل جریان، آزمایش زیر را می توان انجام داد. اگر براده های آهن در اطراف یک هادی حامل جریان ریخته شود، پس از مدتی براده ها، یک بار در میدان مغناطیسی هادی، مغناطیسی شده و در دایره هایی قرار می گیرند که هادی را احاطه کرده اند (شکل 3 را ببینید).

برنج. 3. چیدمان براده های آهن در اطراف یک هادی حامل جریان ()

برای تعیین جهت خطوط مغناطیسی نزدیک یک هادی حامل جریان، وجود دارد قانون گیملت(قانون پیچ سمت راست) - اگر یک گیره را در جهت جریان در هادی پیچ کنید، جهت چرخش دسته گیره جهت خطوط میدان مغناطیسی جریان را نشان می دهد (شکل 4 را ببینید).

برنج. 4. قانون گیملت ()

همچنین می توانید استفاده کنید قانون دست راست- اگر انگشت شست دست راست خود را در جهت جریان در هادی قرار دهید، چهار انگشت خم شده جهت خطوط میدان مغناطیسی جریان را نشان می دهد (شکل 5 را ببینید).

برنج. 5. قانون دست راست ()

هر دوی این قوانین نتیجه یکسانی دارند و می توان از آنها برای تعیین جهت جریان در جهت خطوط میدان مغناطیسی استفاده کرد.

پس از کشف پدیده ظهور میدان مغناطیسی در نزدیکی هادی حامل جریان، اورستد نتایج تحقیقات خود را برای اکثر دانشمندان برجسته اروپا ارسال کرد. با دریافت این داده ها، ریاضیدان و فیزیکدان فرانسوی Ampere مجموعه آزمایشات خود را آغاز کرد و پس از مدتی تجربه خود را از تعامل دو هادی موازی با جریان به عموم نشان داد. آمپر ثابت کرد که اگر جریان الکتریکی در یک جهت از دو هادی موازی عبور کند، چنین رساناهایی جذب می شوند (شکل 6 ب را ببینید)؛ اگر جریان در جهت مخالف جریان یابد، هادی ها دفع می شوند (شکل 6 a را ببینید).

برنج. 6. آزمایش آمپر ()

آمپر از آزمایشات خود به نتایج زیر دست یافت:

1. یک میدان مغناطیسی در اطراف یک آهنربا، یا یک رسانا، یا یک ذره متحرک دارای بار الکتریکی وجود دارد.

2. یک میدان مغناطیسی با مقداری نیرو روی ذره باردار در حال حرکت در این میدان عمل می کند.

3. جریان الکتریکی حرکت هدایت شده ذرات باردار است، بنابراین یک میدان مغناطیسی بر روی یک هادی حامل جریان عمل می کند.

شکل 7 یک مستطیل سیمی را نشان می دهد که جهت جریان در آن با فلش نشان داده شده است. با استفاده از قاعده gimlet، یک خط مغناطیسی در نزدیکی اضلاع مستطیل بکشید و جهت آن را با یک فلش نشان دهید.

برنج. 7. تصویر برای مسئله

راه حل

در امتداد اضلاع مستطیل (قاب رسانا) در جهت جریان یک گیملت فرضی را پیچ می کنیم.

در نزدیکی سمت راست قاب، خطوط مغناطیسی از الگوی سمت چپ هادی خارج شده و وارد صفحه الگوی سمت راست آن می شوند. این با قانون فلش به شکل یک نقطه در سمت چپ هادی و یک ضربدر در سمت راست آن نشان داده شده است (شکل 8 را ببینید).

به طور مشابه، جهت خطوط مغناطیسی را در نزدیکی طرف های دیگر قاب تعیین می کنیم.

برنج. 8. تصویر برای مسئله

آزمایش آمپر، که در آن فلش های مغناطیسی در اطراف سیم پیچ نصب شده بود، نشان داد که وقتی جریان از سیم پیچ عبور می کند، فلش های انتهای شیر برقی با قطب های مختلف در امتداد خطوط فرضی نصب می شوند (شکل 9 را ببینید). این پدیده نشان داد که یک میدان مغناطیسی در نزدیکی سیم پیچ حامل جریان وجود دارد و همچنین شیر برقی دارای قطب های مغناطیسی است. اگر جهت جریان در سیم پیچ را تغییر دهید، سوزن های مغناطیسی معکوس می شوند.

برنج. 9. آزمایش آمپر. تشکیل میدان مغناطیسی در نزدیکی سیم پیچ با جریان

برای تعیین قطب های مغناطیسی یک سیم پیچ با جریان از آن استفاده می شود قانون دست راست برای شیر برقی(شکل 10 را ببینید) - اگر شیر برقی را با کف دست راست خود ببندید و چهار انگشت خود را در جهت جریان در پیچ ها قرار دهید، آنگاه شست شما جهت خطوط میدان مغناطیسی داخل شیر برقی را نشان می دهد. است، به قطب شمال آن. این قانون به شما امکان می دهد جهت جریان در پیچ های سیم پیچ را با محل قطب های مغناطیسی آن تعیین کنید.

برنج. 10. قانون دست راست برای یک شیر برقی حامل جریان

اگر هنگام عبور جریان از سیم پیچ، قطب های مغناطیسی نشان داده شده در شکل 11 ظاهر شوند، جهت جریان در سیم پیچ و قطب های منبع جریان را تعیین کنید.

برنج. 11. تصویری برای مسئله

راه حل

طبق قانون دست راست برای شیر برقی، سیم پیچ را طوری می گیریم که انگشت شست به سمت قطب شمال آن باشد. چهار انگشت خم شده جهت جریان به سمت پایین هادی را نشان می دهد، بنابراین قطب سمت راست منبع جریان مثبت است (شکل 12 را ببینید).

برنج. 12. تصویر برای مسئله

در این درس به بررسی پدیده پیدایش میدان مغناطیسی در نزدیکی هادی مستقیم با جریان و سیم پیچ با جریان (سلونوئید) پرداختیم. قوانین یافتن خطوط مغناطیسی این میدان ها نیز مورد مطالعه قرار گرفت.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. A.V. پریشکین، ای.ام. گوتنیک. فیزیک 9. - باستارد، 2006.
2. G.N. استپانووا مجموعه مسائل فیزیک. - م.: آموزش و پرورش، 1380.
3. A. Fadeeva. تست های فیزیک (پایه های 7 - 11). - م.، 2002.
4. V. Grigoriev، G. Myakishev نیروهای در طبیعت. - M.: Nauka، 1997.

مشق شب

1. پورتال اینترنتی Clck.ru ().
2. پورتال اینترنتی Class-fizika.narod.ru ().
3. پورتال اینترنتی Festival.1september.ru ().

هرکسی که مهندسی برق را به عنوان حرفه اصلی خود انتخاب کرده باشد، با برخی از ویژگی های اساسی جریان الکتریکی و میدان های مغناطیسی همراه با آن آشنا است. یکی از مهمترین آنها قانون گیملت است. از یک سو، بسیار دشوار است که این قاعده را قانون بنامیم. درست تر است که بگوییم در مورد یکی از ویژگی های اساسی الکترومغناطیس صحبت می کنیم.

قانون گیملت چیست؟ اگرچه این تعریف وجود دارد، اما برای درک کامل تر، ارزش دارد که اصول برق را به خاطر بسپارید. همانطور که از درس فیزیک مدرسه مشخص است، جریان الکتریکی حرکت ذرات بنیادی است که بار الکتریکی را از طریق برخی مواد رسانا حمل می کنند. معمولاً با حرکت بین اتمی مقایسه می شود که به دلیل تأثیر خارجی (مثلاً یک ضربه مغناطیسی)، بخشی از انرژی را دریافت می کند که به اندازه کافی برای ترک مدار ثابت خود در اتم است. بیایید یک آزمایش فکری انجام دهیم. برای انجام این کار، ما به یک بار، یک منبع EMF و یک هادی (سیم) نیاز داریم که همه عناصر را به یک مدار بسته متصل کند.

منبع یک حرکت جهت دار از ذرات بنیادی در هادی ایجاد می کند. در همان زمان، در قرن نوزدهم، متوجه شد که در اطراف چنین هادی وجود دارد که در یک جهت می چرخد. قانون gimlet به شما امکان می دهد جهت چرخش را تعیین کنید. پیکربندی فضایی میدان نوعی لوله است که هادی در مرکز آن قرار دارد. به نظر می رسد: چه تفاوتی دارد که این میدان مغناطیسی ایجاد شده چگونه رفتار می کند! با این حال، آمپر همچنین متوجه شد که دو هادی حامل جریان با میدان های مغناطیسی خود بر یکدیگر تأثیر می گذارند و بسته به جهت چرخش میدان های خود، یکدیگر را دفع یا جذب می کنند. متعاقباً، بر اساس تعدادی از آزمایش‌ها، آمپر قانون برهمکنش خود را تدوین و اثبات کرد (به هر حال، زیربنای عملکرد موتورهای الکتریکی است). بدیهی است که بدون دانستن قانون گیملت، درک فرآیندهای در حال وقوع بسیار دشوار است.

در مثال ما می دانیم - از "+" تا "-". دانستن جهت استفاده از قانون گیملت را آسان می کند. از نظر ذهنی ما شروع به پیچاندن یک گیره با یک رزوه استاندارد در سمت راست به هادی (در امتداد آن) می کنیم تا نتیجه با جهت جریان جریان هم محور باشد. در این حالت، چرخش دسته با چرخش میدان مغناطیسی همزمان خواهد شد. می توانید از مثال دیگری استفاده کنید: پیچ در یک پیچ معمولی (پیچ، پیچ).

این قانون را می توان کمی متفاوت به کار برد (اگرچه معنی اصلی یکسان است): اگر هادی حامل جریان را به طور ذهنی با دست راست خود ببندید به طوری که چهار انگشت خم شده در جهتی باشد که میدان می چرخد، سپس خم می شود. انگشت شست جهت جریان عبوری از هادی را نشان می دهد. بر این اساس، برعکس نیز صادق است: با دانستن جهت جریان، با "گرفتن" سیم، می توانید جهت بردار چرخش میدان مغناطیسی ایجاد شده را دریابید. این قانون به طور فعال هنگام محاسبه سلف ها استفاده می شود، که در آن، بسته به جهت چرخش ها، می توان بر جریان جاری تأثیر گذاشت (در صورت لزوم، یک جریان متضاد ایجاد می کند).

قانون گیملت به ما اجازه می دهد نتیجه ای را فرمول بندی کنیم: اگر کف دست راست به گونه ای قرار گیرد که خطوط شدت میدان مغناطیسی ایجاد شده وارد آن شود و چهار انگشت صاف شده به جهت مشخص حرکت ذرات باردار در هادی اشاره کنند. سپس انگشت شست که با زاویه 90 درجه خم شده است به جهت نیروی برداری که اثر جابجایی بر هادی اعمال می کند اشاره می کند. به هر حال، این نیرو است که گشتاور روی شفت هر موتور الکتریکی ایجاد می کند.

همانطور که می بینید، روش های بسیار زیادی برای استفاده از قانون فوق وجود دارد، بنابراین "مشکل" اصلی در انتخاب هر فردی است که برای او قابل درک است.

برای یک بردار القای مغناطیسی معین.

• برای بسیاری از این موارد، علاوه بر فرمول بندی کلی که به فرد اجازه می دهد جهت محصول برداری یا جهت گیری پایه را به طور کلی تعیین کند، فرمول بندی های خاصی از قانون وجود دارد که به خوبی با هر موقعیت خاص سازگار هستند (اما بسیار کمتر کلی).

در اصل، به عنوان یک قاعده، انتخاب یکی از دو جهت ممکن بردار محوری کاملاً مشروط در نظر گرفته می شود، اما همیشه باید به همین ترتیب اتفاق بیفتد تا علامت در نتیجه نهایی محاسبات اشتباه نشود. قوانینی که موضوع این مقاله را تشکیل می دهد برای همین است (آنها به شما اجازه می دهند همیشه به یک انتخاب پایبند باشید).

یوتیوب دایره المعارفی

1 / 5

✪ قانون گیملت. قدرت آمپر

✪ فیزیک - میدان مغناطیسی

✪قانون دست راست

✪ قانون گیملت

✪ قانون گیملت

زیرنویس

قانون کلی (اصلی).

قاعده اصلی که هم در نوع قاعده گیملت (پیچ) و هم در نوع قاعده دست راست قابل استفاده است، قاعده انتخاب جهت پایه ها و حاصل ضرب برداری (یا حتی برای چیزی یک) است. از این دو، زیرا یکی مستقیماً از طریق دیگری تعیین می شود). این مهم است زیرا، در اصل، برای استفاده در همه موارد به جای همه قوانین دیگر کافی است، اگر فقط ترتیب عوامل را در فرمول های مربوطه بدانید.

انتخاب قاعده ای برای تعیین جهت مثبت حاصلضرب بردار و برای مبنای مثبت(سیستم های مختصات) در فضای سه بعدی ارتباط تنگاتنگی با یکدیگر دارند.

هر دوی این قواعد اصولاً کاملاً متعارف هستند، اما به طور کلی پذیرفته شده است (حداقل در مواردی که خلاف آن به صراحت بیان شده باشد) و این یک توافق پذیرفته شده است که مثبت است. مبنای درست، و حاصلضرب برداری به گونه ای تعریف می شود که برای یک مبنای متعارف مثبت تعریف می شود e → x , e → y , e → z (\displaystyle (\vec (e))_(x),(\vec (e))_(y),(\vec (e))_(z))(مبنای مختصات دکارتی مستطیلی با مقیاس واحد در امتداد همه محورها، متشکل از بردارهای واحد در امتداد همه محورها)، موارد زیر صادق است:

e → x × e → y = e → z , (\displaystyle (\vec (e))_(x)\times (\vec (e))_(y)=(\vec (e))_(z ))

که در آن ضربدر مایل عملیات ضرب برداری را نشان می دهد.

به طور پیش فرض، استفاده از پایه های مثبت (و در نتیجه درست) رایج است. اصولاً مرسوم است که از پایه های سمت چپ عمدتاً زمانی استفاده می شود که استفاده از پایه راست بسیار ناخوشایند یا کاملاً غیرممکن است (مثلاً اگر یک پایه راست در آینه منعکس شده باشد ، بازتاب نمایانگر یک پایه چپ است و هیچ کاری نمی توان انجام داد. در مورد آن).

بنابراین، قاعده حاصلضرب بردار و قانون انتخاب (ساخت) مبنای مثبت متقابل هستند.

آنها را می توان اینگونه فرموله کرد:

برای یک محصول متقابل

قاعده گیملت (پیچ) برای محصول متقاطع: اگر بردارها را طوری ترسیم کنید که مبدأ آنها منطبق باشد و بردار عامل اول را در کوتاه ترین حالت به بردار عامل دوم بچرخانید، پیچ (پیچ) که به همین ترتیب می چرخد، در جهت بردار حاصلضرب پیچ می شود. .

گونه‌ای از قاعده گیملت (پیچ) برای محصول برداری در جهت عقربه‌های ساعت: اگر بردارها را طوری رسم کنیم که مبدأ آنها منطبق باشد و بردار-عامل اول را در کوتاه ترین حالت به بردار-عامل دوم بچرخانیم و از کنار نگاه کنیم تا این چرخش برای ما در جهت عقربه های ساعت باشد، بردار-محصول به سمت خارج می شود. از ما (پیچ شده به ساعت).

قانون دست راست برای محصول متقاطع (گزینه اول):

قانون دست راست یا گیره (پیچ) برای چرخش سرعت مکانیکی

قانون دست راست یا پیچ (پیچ) برای سرعت زاویه ای

قانون دست راست یا قلاب (پیچ) برای لحظه نیروها

M → = ∑ i [ r → i × F → i ] (\displaystyle (\vec (M))=\sum _(i)[(\vec (r))_(i)\times (\vec (F ))_(من)])

(جایی که F → i (\displaystyle (\vec (F))_(i))- نیروی اعمال شده به من-آخ نقطه بدن, r → i (\displaystyle (\vec (r))_(i))- بردار شعاع، × (\displaystyle \times)- علامت ضرب برداری)

قوانین نیز به طور کلی مشابه هستند، اما ما آنها را به صراحت بیان خواهیم کرد.

قانون گیملت (پیچ):اگر یک پیچ (گیملت) را در جهتی بچرخانید که نیروها تمایل دارند بدن را بچرخانند، پیچ در جهتی که ممان این نیروها هدایت می شود، پیچ می شود (یا باز می کند).

قانون دست راست:اگر تصور کنیم که بدن را در دست راست خود گرفته‌ایم و می‌خواهیم آن را در جهتی بچرخانیم که چهار انگشت اشاره می‌کنند (نیروهایی که برای چرخاندن بدن در جهت این انگشت‌ها هستند)، آنگاه شست بیرون زده اشاره می‌کند. در جهتی که گشتاور هدایت می شود (لحظه این قدرت).

قانون دست راست و پیچ (پیچ) در مغناطیس استاتیک و الکترودینامیک

برای القای مغناطیسی (، در همه جا به صورت مماس به این خطوط هدایت می شود.

برای شیر برقیفرمول آن به صورت زیر است: اگر شیر برقی را با کف دست راست خود ببندید به طوری که 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.

برای جریان در رسانایی که در میدان مغناطیسی حرکت می کند

قانون دست چپ: اگر کف دست راست طوری قرار گیرد که خطوط میدان مغناطیسی وارد آن شوند و شست خم شده در امتداد حرکت هادی هدایت شود، چهار انگشت کشیده شده جهت جریان القایی را نشان می دهند.