как определить направление вращения рамки с током в магнитном поле
Только визуально. Иначе — никак. В ней наводится синусоидальная ЭДС, а ее фаза, не привязанная к другой синусоиде — величина неопределенная.
А вообще — задача недоформулирована. Неясно какие приборы есть в наличии и как именно проводится эксперимент.
Остальные ответы
более актуально определить полярность тока по вращению рамки. до этого следует определить поля магнита. удачи.
Плохо помню. Но вроде по правилу правой руки. Большой палецпоказывает направление магн. потока, а пальцы крутятся направо и вниз, т. е. ПО часовой стрелке.
По правилу левой руки, которое «на пальцах» поясняет нам принцип работы электродвигателя. Если в верхней части рамки направление тока «от себя», то перемещение верха рамки будет осуществляться влево. Соответственно, в нижней части рамки направление тока «к себе» и перемещение низа рамки будет осуществляться вправо. Рамка будет вращаться против часовой стрелки. Естественно, двигатель синхронный и необходимо наличие на рамке коллектора с двумя ламелями для обеспечения необходимого направления движения тока.
Правило левой и правой руки для магнитного поля
Принцип правила правой и левой руки для векторных величин
В физике существуют известные правила для векторного расчета, которые часто используется, при решении задач. Их принято называть следующими терминами:
- основное правило правой руки;
- правило левой руки;
- правило буравчика.
Иными словами, они называются, мнемоническими правилами или законами. Данному определению соответствует специальные приемы и способы, которые значительно упрощают процесс изучения и запоминания нужной информации. Которые позволяют образовывать определенные ассоциации. Они проводят специальные параллели между определенными абстрактными объектами. Которые имеют визуальные и кинестетические представления.
Основоположником в физике вышесказанного мнемонического правила является ученый П. Буравчик.
Правило Буравчика, предоставляет возможность определить векторное направление, которое получается в результате произведения нескольких векторов.
Применение правила буравчика и левой руки в физике
Представим, что на поле под действием силы, можно повесить на довольно тонком и простом проводе рамку, которая проводит силу тока. Она будет вращаться и будет располагаться определенным образом. Аналогичным образом будет движение магнитной стрелки. Этот процесс напрямую характеризует о векторном свойстве физической величины, которая является определяющей магнитного поля. Поэтому, направление вектора, будет напрямую зависеть от направления силы тока в рамке и расположения магнитной стрелки.
Следовательно, магнитная индукция — это величина или показатель, который показывает основные характеристика магнитного поля.
Этот показатель, является одним из главных параметров, который характеризует, в каком именно состоянии может находится, непосредственно в данный момент, магнитное поле. Следовательно, нужно обязательно уметь определять его величину и направление.
Векторное направление индукционной магнитной силы, возможно вычислить, применяя следующие основные законы и правила:
- Правила, которое принято называть, правилом правого винта;
- Правило правой руки.
Перечисленные способы, изобразим и рассмотрим на рисунке.
Рассмотрев рисунок приходим к выводу: что направление силовой магнитной индукции, в характерном месте, принято считать, как направление, по которому лежит перпендикуляр (\[\underline\]).
Положительная нормаль (n) будет направлена таким же образом, как перемещение поступательного правого винта.
Существуют способы выяснить, какое направление будет для векторной магнитной индукции, в определенной точке на рассматриваемом поле. Для этого нужно предоставить возможность рамке преобразоваться в
положение равновесия. Затем на практике применить правило правого винта.
Рассмотрим правило правой руки. Для этого необходимо произвести и запомнить несколько простых действий. Которые всегда будут помогать при решении задач. А именно:
сжать правую руку в не сильно плотный кулак.
отогнуть большой палец руки под прямым углом, который равен 90°.
рука должна размещаться, таким образом, чтобы большой палец указывал основное направление силы тока;
согнутые четыре пальца, будут указывать направление линий поля магнитной индукции, создающие ток.
Сторону куда будет направлен ток, указывает касательная линия в каждой точке поля применительно к силовой линии.
Рассмотрим соленоид (разновидность катушки индукции).
Для этого обхватим правой ладонью соленоид. Таким образом, чтобы четыре пальца совпадали непосредственно с направлением тока в нем. Следовательно, отогнутый палец, который расположен под прямым углом, будет указывать, как непосредственно направлено магнитное поле. Которое создается у него внутри.
Из разделов физики известно, что если в магнитном поле наблюдается перемещение с места на место проводников, то в этом случае будет возникать индукционный ток.
Стоит отметить, что правило правой руки можно применять, для определения и вычисления направления течения индукционного тока, в данных проводниках.
Также нужно запомнить, что индукционные линии магнитного поля, обязательно должны входить в открытую ладонь, которая входит в правую руку. Палец руки нужно отогнуть под прямым углом на девяносто градусов. Далее направить ее по направлению скорости перемещения проводника. Четыре пальца, которые вытянуты, указывают как будет направлен индукционный ток.
Данным правилом можно пользоваться при вычислении электродвижущей индукционной силы в определенном контуре.
Выполнить нужно несколько действий:
- нужно охватить контур, четырьмя согнутыми пальцами, где электродвижущая сила, при применении магнитного потока;
- большой палец руки отогнуть и направить по направлению потока или против его направления.
Нет времени решать самому?
§ 28. Индукция магнитного поля. Линии индукции магнитного поля
Направление индукции магнитного поля. Основной характеристикой, используемой для описания магнитного поля, является физическая векторная величина — индукция магнитного поля . Зная индукцию магнитного поля, можно определить силу, действующую на проводник с током (движущийся заряд) в магнитном поле.
Для определения направления индукции магнитного поля используют ориентирующее действие магнитного поля на магнитную стрелку или рамку с током.
За направление индукции магнитного поля в данной точке поля принимают направление от южного полюса S к северному полюсу N свободно устанавливающейся магнитной стрелки, расположенной в рассматриваемой точке ( рис. 143 ).
Направление магнитной индукции в том месте магнитного поля, где расположена небольшая плоская рамка с током, совпадает с направлением положительной нормали к плоскости рамки. Направлением положительной нормали принято считать направление движения буравчика, рукоятку которого вращают в направлении тока в рамке. В исследуемом магнитном поле направление положительной нормали совпадает с направлением от южного полюса S к северному полюсу N магнитной стрелки ( рис. 143.1 ).
В магнитном поле прямолинейного проводника с током магнитные стрелки располагаются по касательным к окружностям ( рис. 144 ), центры которых лежат на оси проводника.
На практике часто приходится иметь дело с магнитными полями электрических токов, проходящих по катушкам (соленоидам). В магнитном поле катушки с током магнитные стрелки устанавливаются по касательным к замкнутым кривым, охватывающим витки катушки ( рис. 145 ).
Линии индукции магнитного поля. Распределение электростатического поля в пространстве можно сделать «видимым», используя представление о линиях напряжённости. Исследуя магнитное поле, создаваемое проводником с током или постоянным магнитом, с помощью магнитной стрелки в каждой точке пространства можно определить направление индукции магнитного поля. Такое исследование позволяет графически представить магнитное поле в виде линий магнитной индукции.
Линии индукции магнитного поля – воображаемые линии в пространстве, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением индукции магнитного поля ( рис. 146 ).
Линии индукции магнитного поля непрерывны (не имеют ни начала, ни конца), замыкаются сами на себя. Это характерно для любых магнитных полей. Поля, обладающие таким свойством, называют вихревыми.
Очевидно, что через любую точку в магнитном поле можно провести только одну линию индукции. Поскольку индукция магнитного поля в любой точке пространства имеет определённое направление, то и направление линии индукции в каждой точке этого поля может быть только единственным. Это означает, что линии магнитной индукции, так же как и линии напряжённости электрического поля, не пересекаются.
Из истории физики
С ноября 1831 г. Фарадей начал систематическую публикацию своих исследований, составивших трёхтомный труд под заглавием «Экспериментальные исследования по электричеству», где он, в частности, высказался о картине линий магнитной индукции (в приведённом фрагменте это магнитные силовые линии): «Экспериментатор, желающий изучить магнитную силу посредством проявления её магнитными силовыми линиями, поступил бы произвольно и опрометчиво, отказавшись от самого ценного средства, от употребления железных опилок. Пользуясь ими, он может многие свойства этой силы, даже в сложных случаях, тотчас показать наглядно, может проследить глазом различные направления силовых линий и определить относительную полярность, может наблюдать, в каком направлении сила эта возрастает, в каком убывает… При их употреблении вероятные результаты видны сразу, и могут быть получены ценные указания для будущих опытов».
Направление линий индукции магнитного поля. Определить направление линий индукции магнитного поля можно, используя правило буравчика: если поступательное движение буравчика совпадает с направлением тока, то рукоятка буравчика поворачивается в направлении линий индукции магнитного поля. В случае прямолинейного проводника с током линии индукции магнитного поля представляют собой концентрические окружности, которые находятся в плоскостях, перпендикулярных к проводнику ( рис. 147 ).
Определить направление линий индукции магнитного поля прямолинейного проводника с током можно также с помощью правила правой руки: если мысленно обхватить проводник правой рукой так, чтобы большой палец указывал направление тока, то остальные пальцы окажутся согнуты в направлении линий индукции магнитного поля ( рис. 148 ).
Картину линий индукции магнитного поля можно получить, используя мелкие железные опилки, которые в магнитном поле ведут себя как магнитные стрелки. На рисунке 149 представлена картина магнитного поля прямолинейного участка проводника с током. Картина магнитного поля кругового витка с током и графическое изображение линий индукции представлены на рисунках 150, а, б.
Полагают, что линии индукции магнитного поля, созданного постоянным магнитом, направлены внутри магнита от его южного полюса S к северному N ( рис. 151 ).
Магнитное поле соленоида подобно полю полосового магнита. На рисунках 152, а, б представлена картина магнитного поля соленоида с током и дано графическое изображение линий индукции. Соленоид представляет собой цилиндрическую катушку, на которую виток к витку намотан провод, изолированный тонким слоем лака. Если длина соленоида много больше его диаметра, то внутри центральной части соленоида линии индукции магнитного поля практически параллельны и направлены вдоль его оси.
Однородное магнитное поле — поле, индукция которого во всех точках пространства одинакова.
Линии индукции такого поля параллельны. В противном случае поле называют неоднородным. Магнитное поле внутри длинного соленоида практически однородно, а вблизи краёв — неоднородно. Неоднородно и магнитное поле прямолинейного проводника с током (см. рис. 148 ).
Для наглядности на рисунках линии индукции изображают гуще в тех местах магнитного поля, где больше значение индукции магнитного поля ( рис. 152 , б). При этом на линии индукции указывают стрелкой направление индукции магнитного поля. Для крайних витков соленоида магнитное поле «кругового» витка с током, проходящим в направлении движения часовой стрелки, эквивалентно полю южного полюса постоянного магнита, а магнитное поле «кругового» витка с током, проходящим против направления движения часовой стрелки, эквивалентно полю северного полюса постоянного магнита (правило часовой стрелки) ( рис. 153 ).
От теории к практике
На рисунке 154 схематически изображено магнитное поле кругового витка с током. Однородно ли такое магнитное поле? Почему?
Определение направления индукции магнитного поля. Для определения направления индукции магнитного поля можно воспользоваться любым из правил, сформулированных выше. Причём, пользуясь правилом буравчика, надо помнить, что направление тока — это направление упорядоченного движения положительных зарядов. Если на рисунке изображён прямолинейный проводник с током, расположенный перпендикулярно плоскости страницы ( рис. 155 ), и при этом ток направлен от читателя, то его условно обозначают крестиком ( рис. 156 , а); в случае, если ток направлен к читателю, — точкой ( рис. 156 , б). Так же (точкой или крестиком) обозначают направления векторов (индукции магнитного поля, силы и др.), расположенных перпендикулярно плоскости рисунка.
Полюсы соленоида, а следовательно, и направление индукции магнитного поля можно определить по правилу часовой стрелки (см. рис. 153 ) или правилу буравчика: если направление вращения рукоятки буравчика совпадает с направлением тока в витке, то поступательное движение острия буравчика укажет направление индукции магнитного поля внутри соленоида, а следовательно, и положение его северного полюса.
1. Какие правила используют для определения направления индукции магнитного поля?
2. Как графически изображают магнитное поле? Что называют линиями индукции магнитного поля?
3. Какова картина линий индукции магнитного поля прямолинейного проводника с током? Кругового витка с током? Катушки с током? Как определяют направление линий индукции магнитного поля?
4. Какие поля называют вихревыми?
5. В чём отличие магнитного поля от электростатического?
6. Какое магнитное поле называют однородным?
Примеры решения задач
Пример 1. Электроны, образующие «электронный луч», движутся так, как изображено на рисунке 157, а. Определите направление линий индукции магнитного поля, создаваемого этими электронами.
Решени е. Определить направление линий индукции магнитного поля, создаваемого движущимися электронами, можно как по правилу буравчика, так и по правилу правой руки. Однако следует помнить, что эти правила сформулированы для движущихся положительных зарядов. Поэтому в данном случае надо учесть, что за направление электрического тока принято направление, противоположное движению электронов. Тогда, если смотреть на линию индукции по направлению движения электронов, она будет сориентирована против направления движения часовой стрелки (рис. 157, б).
Пример 2. На рисунке 158 указано направление электрического тока в соленоиде. Определите магнитные полюсы соленоида.
Решени е. Для определения магнитных полюсов соленоида можно воспользоваться как правилом буравчика, так и правилом часовой стрелки. В первом случае будем мысленно вращать буравчик по направлению тока в витках соленоида. Остриё буравчика при этом перемещается вдоль оси соленоида от торца А к торцу В. Так как линии индукции внутри магнита направлены от южного полюса к его северному полюсу, то по аналогии можно сделать вывод, что у торца А — южный полюс соленоида, а у торца В — северный.
Проверим свой вывод, применив правило часовой стрелки. Если смотреть со стороны торца А соленоида, то видно, что направление тока в витке совпадает с направлением движения часовой стрелки. Следовательно, у торца А — южный полюс, а у торца В — северный.
Упражнение 20
1. Как направлены линии индукции магнитного поля, создаваемого прямолинейным проводником с током, изображённые на рисунке 159, а. В каком направлении проходит электрический ток в проводнике, изображённом на рисунке 159, б?
2. Как поведёт себя магнитная стрелка, если рядом с ней расположить прямолинейный проводник с электрическим током ( рис. 160 )?
3. По круговому витку проходит электрический ток ( рис. 161 ). Как расположится магнитная стрелка, если её поместить в центр витка? Действие магнитного поля Земли не учитывать.
4. Как будут взаимодействовать две катушки, подвешенные на тонких проводах, если их подключить к источникам тока так, как изображено на рисунке 162?
5. При подключении соленоида к полюсам источника тока он отталкивается от расположенного вблизи постоянного магнита ( рис. 163 ). В каком направлении идёт ток в соленоиде?
Задача по физике
Квадратная рамка расположена в однородном магнитном поле, как показано на рисунке. Направление тока в рамке указано стрелками как направлена сила, действующая на сторону ab рамки со стороны магнитного поля? Решите с описанием
Голосование за лучший ответ
Чтобы определить направление силы, действующей на сторону ab рамки со стороны магнитного поля, мы можем использовать правило левой руки Флеминга.
Приложим левую руку и согнем указательный палец, средний палец и большой палец так, чтобы они образовывали прямой угол между собой. Затем повернем руку так, чтобы указательный палец указывал в направлении магнитного поля (от вершины A к вершине B рамки), а средний палец указывал в направлении электрического тока (от B к A рамки). Большой палец будет указывать направление силы, действующей на сторону ab рамки со стороны магнитного поля.
В данном случае, когда мы проводим ток от B к A рамки и магнитное поле направлено от вершины A к вершине B рамки, сила будет направлена вниз (в сторону от нас) на сторону ab рамки.
Таким образом, сила, действующая на сторону ab рамки со стороны магнитного поля, будет направлена вниз (в сторону от нас).
Сара ПавленкоУченик (97) 1 месяц назад
Viber SupportГуру (3898) 1 месяц назад
Не за что
Обращайтесь
Тут я редко отвечаю
В тг пишите
@antczr
И на email
anticenzu@icloud.com
По правилу левой руки. Ток направлен вверх, т.е. 4 вытянутых пальца левой руки направляем вверх. Магнитное поле направлено влево, поэтому поворачиваем ладонь левой руки так, чтобы магнитное поле входило в ладонь. Отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы (к нам).