Gimbalo taisyklė, dešinė ir kairė rankos buvo plačiai pritaikytos fizikoje. Mnemoninės taisyklės reikalingos norint lengvai ir intuityviai įsiminti informaciją. Paprastai tai yra sudėtingų kiekių ir sąvokų pritaikymas buitiniams ir improvizuotiems dalykams. Pirmasis šias taisykles suformulavo fizikas Piotras Buravčikas. Ši taisyklė susijusi su mnemonika ir yra glaudžiai susijusi su dešinės rankos taisykle, jos užduotis yra nustatyti ašinių vektorių kryptį žinomai pagrindinės krypties krypčiai. Taip rašoma enciklopedijose, bet mes apie tai papasakosime paprastais žodžiais, trumpai ir aiškiai.
Turinys:
- Pavadinimo paaiškinimas
- Kaip magnetinis laukas yra susijęs su gimbalu ir rankomis
- Magnetinis laukas solenoide
- Srovės krypties nustatymas gimbalu
- Ką daryti su kaire ranka
- išvadas
Pavadinimo paaiškinimas
Daugelis žmonių tai prisimena iš fizikos kurso, būtent iš elektrodinamikos skyriaus. Taip atsitiko ne be priežasties, nes ši mnemonika dažnai pateikiama studentams, kad būtų lengviau suprasti medžiagą. Tiesą sakant, gimbalo taisyklė naudojama tiek elektroje, magnetinio lauko krypčiai nustatyti, tiek kitose atkarpose, pavyzdžiui, kampiniam greičiui nustatyti.
Kardanas – tai įrankis, skirtas gręžti mažo skersmens skylutes minkštose medžiagose, šiuolaikiniam žmogui kaip pavyzdį bus įprasta pateikti kamščiatraukį.
Svarbu! Daroma prielaida, kad sriegis, sraigtas ar kamščiatraukis turi dešinį sriegį, tai yra, jo sukimosi kryptis prisukant yra pagal laikrodžio rodyklę, t.y. į dešinę.
Žemiau esančiame vaizdo įraše pateikiama visa gimbal taisyklės formuluotė, būtinai pažiūrėkite, kad suprastumėte visą esmę:
Kaip magnetinis laukas yra susijęs su gimbalu ir rankomis
Fizikos uždaviniuose, tiriant elektrinius dydžius, jie dažnai susiduria su būtinybe rasti srovės kryptį pagal magnetinės indukcijos vektorių ir atvirkščiai. Taip pat šių įgūdžių prireiks sprendžiant sudėtingas problemas ir skaičiavimus, susijusius su sistemų magnetiniu lauku.
Prieš pradėdamas svarstyti taisykles, noriu priminti, kad srovė teka iš taško su dideliu potencialu į tašką su mažesniu. Galima sakyti paprasčiau – srovė teka iš pliuso į minusą.
Kardano taisyklė turi tokią prasmę: kai antgalis yra prisukamas pagal srovės kryptį, rankena suksis vektoriaus B (magnetinės indukcijos linijų vektoriaus) kryptimi.
Dešinės rankos taisyklė veikia taip:
Padėkite nykštį taip, lyg rodytumėte „klasę!“, Tada pasukite ranką taip, kad srovės ir piršto kryptis sutaptų. Tada likę keturi pirštai sutaps su magnetinio lauko vektoriumi.
Aiškus dešinės rankos taisyklės suskirstymas:
Norėdami tai pamatyti aiškiau, atlikite eksperimentą – pabarstykite metalo drožles ant popieriaus, padarykite į lapą skylę ir įsukite laidą, įvedę į ją srovę, pamatysite, kad lustai yra sugrupuoti į koncentrinius apskritimai.
Magnetinis laukas solenoide
Visa tai, kas išdėstyta pirmiau, galioja tiesiam laidininkui, bet ką daryti, jei laidininkas yra suvyniotas į ritę?
Jau žinome, kad srovei tekant aplink laidininką susidaro magnetinis laukas, ritė – tai viela, daug kartų susukta į žiedus aplink šerdį ar įtvarą. Šiuo atveju magnetinis laukas sustiprinamas. Solenoidas ir ritė iš esmės yra tas pats dalykas. Pagrindinis bruožas yra tas, kad magnetinio lauko linijos eina taip pat, kaip ir esant nuolatiniam magnetui. Solenoidas yra valdomas pastarojo analogas.
Dešiniosios rankos solenoido (ritės) taisyklė padės mums nustatyti magnetinio lauko kryptį. Jei laikote ritę rankoje taip, kad keturi pirštai būtų nukreipti srovės tekėjimo kryptimi, tada nykštis bus nukreiptas į vektorių B ritės viduryje.
Jei kardaną suksite išilgai posūkių, vėl srovės kryptimi, t.y. nuo "+" gnybto iki solenoido "-" gnybto, tada aštrus galas ir judėjimo kryptis yra tokie patys kaip magnetinės indukcijos vektorius.
Paprastais žodžiais tariant, ten, kur pasukate gimbalą, magnetinio lauko linijos išeina. Tas pats pasakytina apie vieną posūkį (apvalus laidininkas)
Srovės krypties nustatymas gimbalu
Jei žinote vektoriaus B kryptį - magnetinę indukciją, galite lengvai pritaikyti šią taisyklę. Protiškai judinkite nykštį išilgai lauko krypties ritėje su aštria dalimi į priekį, atitinkamai sukimas pagal laikrodžio rodyklę išilgai judėjimo ašies parodys, kur teka srovė.
Jei viela tiesi, pasukite kamščiatraukį išilgai nurodyto vektoriaus, kad šis judėjimas būtų pagal laikrodžio rodyklę. Žinant, kad jis turi dešinį sriegį – jo įsukimo kryptis sutampa su srove.
Ką daryti su kaire ranka
Nepainiokite gimbalo ir kairės rankos taisyklės, ji reikalinga norint nustatyti laidininką veikiančią jėgą. Ištiesintas kairės rankos delnas yra išilgai kreiptuvo. Pirštai nukreipti I srovės kryptimi. Lauko linijos eina per atvirą delną. Nykštys sutampa su jėgos vektoriumi – tai kairės rankos taisyklės reikšmė. Ši jėga vadinama Ampero jėga.
Šią taisyklę galite taikyti atskirai įkrautai dalelei ir nustatyti 2 jėgų kryptį:
- Lorencas.
- Amperas.
Įsivaizduokite teigiamai įkrautą dalelę, judančią magnetiniame lauke. Magnetinės indukcijos vektoriaus linijos yra statmenos jo judėjimo krypčiai. Turite pirštais padėti atvirą kairįjį delną krūvio judėjimo kryptimi, vektorius B turi prasiskverbti į delną, tada nykštys parodys vektoriaus Fа kryptį. Jei dalelė yra neigiama, pirštai yra nukreipti prieš krūvio kelią.
Jei tam tikru momentu nesupratote, vaizdo įraše aiškiai parodyta, kaip naudoti kairiosios rankos taisyklę:
Svarbu žinoti! Jei turite kūną ir jį veikia jėga, linkusi jį pasukti, pasukite varžtą šia kryptimi ir nustatysite, kur nukreiptas jėgos momentas. Jei kalbame apie kampinį greitį, tai situacija yra tokia: kai kamščiatraukis sukasi viena kryptimi su kūno sukimu, jis sukasi kampinio greičio kryptimi.
išvadas
Šiuos jėgų ir laukų krypties nustatymo metodus labai lengva įvaldyti. Tokios mnemoninės taisyklės elektroje labai palengvina moksleivių ir studentų užduotis. Net pilnas arbatinukas gali susitvarkyti su gimbalu, jei jis bent kartą atidarė vyną kamščiatraukiu. Svarbiausia nepamiršti, kur teka srovė. Kartoju, kad elektrotechnikoje dažniausiai sėkmingai naudojamas gimbalas ir dešinė ranka.
Galiausiai rekomenduojame žiūrėti vaizdo įrašą, kurio dėka pavyzdžiu galite suprasti, kas yra gimbal taisyklė ir kaip ją pritaikyti praktikoje:
Jūs tikriausiai nežinote:
- Laidininko varžos priklausomybė nuo temperatūros
- Kaip tapti elektriku
- Kas yra fazė, nulis ir žemė
- Elektros inžinerijos testai
