Pravidlo gimbal, pravá ruka a ľavá ruka našli široké uplatnenie vo fyzike. Mnemotechnické pravidlá sú potrebné na ľahké a intuitívne zapamätanie informácií. Zvyčajne ide o aplikáciu zložitých veličín a konceptov na domáce a improvizované veci. Prvým, kto sformuloval tieto pravidlá, je fyzik Pyotr Buravchik. Toto pravidlo sa vzťahuje na mnemotechnickú pomôcku a úzko súvisí s pravidlom pravej ruky, jeho úlohou je určiť smer axiálnych vektorov pre známy smer bázy. Toto hovoria encyklopédie, ale my vám to povieme jednoduchými slovami, stručne a jasne.
Obsah:
- Vysvetlenie názvu
- Ako je magnetické pole spojené s gimbalom a rukami
- Magnetické pole v solenoide
- Určenie smeru prúdu kardanovým závesom
- Čo má spoločné s ľavou rukou
- závery
Vysvetlenie názvu
Väčšina ľudí si pamätá zmienku o tom z kurzu fyziky, konkrétne sekcie elektrodynamiky. Stalo sa to z nejakého dôvodu, pretože táto mnemotechnická pomôcka sa často dáva študentom na zjednodušenie pochopenia látky. V skutočnosti sa kardanové pravidlo používa ako v elektrine, na určenie smeru magnetického poľa, tak aj v iných častiach, napríklad na určenie uhlovej rýchlosti.
Gimbal znamená nástroj na vŕtanie otvorov malého priemeru do mäkkých materiálov, pre moderného človeka bude bežnejšie uviesť ako príklad vývrtku.
Dôležité! Predpokladá sa, že gimlet, skrutka alebo vývrtka má pravý závit, to znamená, že smer jeho otáčania pri zaskrutkovaní je v smere hodinových ručičiek, t.j. doprava.
Video nižšie poskytuje úplné znenie pravidla gimbal, nezabudnite sa pozrieť, aby ste pochopili celý bod:
Ako je magnetické pole spojené s gimbalom a rukami
Vo fyzikálnych úlohách, pri skúmaní elektrických veličín, sa často stretávajú s potrebou nájsť smer prúdu, podľa vektora magnetickej indukcie a naopak. Tieto zručnosti budú potrebné aj pri riešení zložitých problémov a výpočtov súvisiacich s magnetickým poľom systémov.
Skôr ako pristúpim k zváženiu pravidiel, chcem vám pripomenúť, že prúd tečie z bodu s vysokým potenciálom do bodu s menším. Dá sa to povedať jednoduchšie - prúd tečie z plusu do mínusu.
Pravidlo gimbalu má nasledujúci význam: keď je hrot gimbalu naskrutkovaný v smere prúdu, rukoväť sa bude otáčať v smere vektora B (vektor magnetických indukčných čiar).
Pravidlo pravej ruky funguje takto:
Položte palec, ako keby ste ukazovali "triedu!", Potom otočte ruku tak, aby sa smer prúdu a prst zhodovali. Potom sa zvyšné štyri prsty zhodujú s vektorom magnetického poľa.
Jasné rozdelenie pravidla pravej ruky:
Aby ste to videli jasnejšie, vykonajte experiment - posypte kovové hobliny na papier a vytvorte list otvor a prevlečte drôt, po privedení prúdu naň uvidíte, že čipy sú zoskupené do sústredných kruhy.
Magnetické pole v solenoide
Všetko vyššie uvedené platí pre priamy vodič, ale čo ak je vodič navinutý do cievky?
Už vieme, že keď prúd tečie okolo vodiča, vytvára sa magnetické pole, cievka je drôt mnohokrát stočený do krúžkov okolo jadra alebo tŕňa. V tomto prípade je magnetické pole zosilnené. Solenoid a cievka sú v podstate to isté. Hlavnou črtou je, že siločiary magnetického poľa prebiehajú rovnako ako v situácii s permanentným magnetom. Solenoid je riadeným analógom druhého.
Pravidlo pravej ruky pre solenoid (cievku) nám pomôže určiť smer magnetického poľa. Ak držíte cievku v ruke tak, aby štyri prsty smerovali v smere toku prúdu, potom váš palec ukáže na vektor B v strede cievky.
Ak krútite gimbalom po zákrutách, opäť v smere prúdu, t.j. od svorky "+" po svorku "-" solenoidu, potom ostrý koniec a smer pohybu sú rovnaké ako vektor magnetickej indukcie.
Jednoducho povedané, tam, kde otočíte gimbal, tam zhasnú siločiary magnetického poľa. To isté platí pre jeden závit (kruhový vodič)
Určenie smeru prúdu kardanovým závesom
Ak poznáte smer vektora B - magnetická indukcia, môžete toto pravidlo ľahko aplikovať. Mentálne posúvajte palec v smere poľa v cievke ostrou časťou dopredu, respektíve otáčanie v smere hodinových ručičiek pozdĺž osi pohybu ukáže, kadiaľ tečie prúd.
Ak je drôt rovný, otočte vývrtku pozdĺž vyznačeného vektora tak, aby bol tento pohyb v smere hodinových ručičiek. Vedieť, že má pravý závit - smer, v ktorom je zaskrutkovaný, sa zhoduje s prúdom.
Čo má spoločné s ľavou rukou
Nezamieňajte gimbal a pravidlo ľavej ruky, je potrebné určiť silu pôsobiacu na vodič. Narovnaná dlaň ľavej ruky je umiestnená pozdĺž vodidla. Prsty ukazujú v smere prúdu I. Čiary poľa prechádzajú otvorenou dlaňou. Palec sa zhoduje s vektorom sily - to je význam pravidla ľavej ruky. Táto sila sa nazýva ampérová sila.
Toto pravidlo môžete aplikovať na jednotlivé nabité častice a určiť smer 2 síl:
- Lorenz.
- Ampere.
Predstavte si kladne nabitú časticu, ktorá sa pohybuje v magnetickom poli. Čiary vektora magnetickej indukcie sú kolmé na smer jeho pohybu. Otvorenú ľavú dlaň musíte položiť prstami v smere pohybu náboja, vektor B by mal preniknúť do dlane, potom palec ukáže smer vektora Fа. Ak je častica negatívna, prsty sú otočené proti dráhe náboja.
Ak ste v určitom bode nerozumeli, video jasne ukazuje, ako používať pravidlo ľavej ruky:
Je dôležité vedieť! Ak máte teleso a pôsobí naň sila, ktorá má tendenciu ho otáčať, otočte skrutku týmto smerom a určíte, kam smeruje moment sily. Ak hovoríme o uhlovej rýchlosti, potom je situácia nasledovná: keď sa vývrtka otáča v jednom smere s otáčaním tela, bude sa skrutkovať v smere uhlovej rýchlosti.
závery
Osvojiť si tieto metódy určovania smeru síl a polí je veľmi jednoduché. Takéto mnemotechnické pravidlá v elektrine značne uľahčujú úlohy školákov a študentov. Aj plný čajník zvládne gimbal, ak aspoň raz otvoril víno vývrtkou. Hlavnou vecou je nezabudnúť, kde prúdi prúd. Opakujem, že použitie kardanu a pravej ruky sa najčastejšie úspešne používa v elektrotechnike.
Na záver odporúčame pozrieť si video, vďaka ktorému na príklade pochopíte, čo je to gimbalové pravidlo a ako ho aplikovať v praxi:
Asi nevieš:
- Závislosť odporu vodiča od teploty
- Ako sa stať elektrikárom
- Čo je fáza, nula a zem
- Elektrotechnické skúšky
