Pravidlo gimbalu, pravé a levé ruky

Pravidlo gimbalu, pravé a levé ruky našlo široké uplatnění ve fyzice. Mnemotechnická pravidla jsou potřebná pro snadné a intuitivní zapamatování informací. Obvykle se jedná o aplikaci složitých veličin a konceptů na domácí a improvizované věci. První, kdo tato pravidla formuloval, je fyzik Pyotr Buravchik. Toto pravidlo odkazuje na mnemotechnickou pomůcku a úzce souvisí s pravidlem pravé ruky, jeho úkolem je určit směr osových vektorů pro známý směr základny. To říkají encyklopedie, ale my vám to řekneme jednoduchými slovy, stručně a jasně.

Vysvětlení názvu

Většina lidí si zmínku o tom pamatuje z kurzu fyziky, konkrétně z části elektrodynamiky. Stalo se to z nějakého důvodu, protože tato mnemotechnická pomůcka je studentům často dávána za účelem zjednodušení porozumění látce. Ve skutečnosti se kardanové pravidlo používá jak v elektřině, k určení směru magnetického pole, tak v jiných úsecích, například k určení úhlové rychlosti.

Kardanem se rozumí nástroj na vrtání otvorů malého průměru do měkkých materiálů, pro moderního člověka bude běžnější uvést jako příklad vývrtku.

Důležité! Předpokládá se, že gimlet, šroub nebo vývrtka má pravý závit, to znamená, že směr jeho otáčení při šroubování je ve směru hodinových ručiček, tzn. doprava.

Video níže poskytuje úplné znění pravidla gimbal, nezapomeňte se podívat, abyste pochopili celý bod:

Jak je magnetické pole propojeno s gimbalem a rukama

Ve fyzikálních úlohách se při studiu elektrických veličin často potýkají s potřebou najít směr proudu, podle vektoru magnetické indukce a naopak. Tyto dovednosti budou také vyžadovány při řešení složitých problémů a výpočtů souvisejících s magnetickým polem systémů.

Než přistoupím k úvahám o pravidlech, chci vám připomenout, že proud teče z bodu s vysokým potenciálem do bodu s menším. Dá se to říci jednodušeji - proud teče z plusu do mínusu.

Pravidlo gimbalu má následující význam: když je hrot gimbalu zašroubován ve směru proudu, rukojeť se bude otáčet ve směru vektoru B (vektor magnetických indukčních čar).

Pravidlo pravé ruky funguje takto:

Položte palec, jako byste ukazovali "třídu!", Potom otočte ruku tak, aby se směr proudu a prst shodovaly. Pak se zbývající čtyři prsty budou shodovat s vektorem magnetického pole.

Jasné rozdělení pravidla pravé ruky:

Abyste to viděli jasněji, proveďte experiment - nasypte kovové hobliny na papír a vytvořte list otvor a protáhněte drát, po přivedení proudu na něj uvidíte, že čipy jsou seskupeny do soustředných kruhy.

Magnetické pole v solenoidu

Vše výše uvedené platí pro přímý vodič, ale co když je vodič navinutý do cívky?

Již víme, že když proud protéká kolem vodiče, vzniká magnetické pole, cívka je drát stočený do kroužků kolem jádra nebo trnu mnohokrát. V tomto případě je magnetické pole zesíleno. Solenoid a cívka jsou v podstatě to samé. Hlavním rysem je, že magnetické siločáry probíhají stejným způsobem jako v situaci s permanentním magnetem. Solenoid je řízeným analogem druhého.

Pravidlo pravé ruky pro solenoid (cívku) nám pomůže určit směr magnetického pole. Pokud držíte cívku v ruce tak, aby čtyři prsty směřovaly ve směru toku proudu, pak váš palec ukáže na vektor B uprostřed cívky.

Pokud budete gimbal kroutit po zatáčkách, opět ve směru proudu, tzn. od svorky "+" ke svorce "-" solenoidu, pak je ostrý konec a směr pohybu stejný jako vektor magnetické indukce.

Jednoduše řečeno, tam, kde otočíte gimbal, magnetické siločáry vycházejí. Totéž platí pro jeden závit (kruhový vodič)

Určení směru proudu kardanem

Pokud znáte směr vektoru B - magnetická indukce, můžete toto pravidlo snadno aplikovat. V duchu pohněte palcem po směru pole v cívce ostrou částí dopředu, respektive otáčením ve směru hodinových ručiček podél osy pohybu ukážete, kudy teče proud.

Pokud je drát rovný, otáčejte vývrtkou podél naznačeného vektoru tak, aby tento pohyb byl ve směru hodinových ručiček. S vědomím, že má pravý závit - směr, ve kterém je zašroubován, se shoduje s proudem.

Co má společného s levou rukou

Nezaměňujte gimbal a pravidlo levé ruky, je potřeba určit sílu působící na vodič. Narovnaná dlaň levé ruky je umístěna podél vodítka. Prsty ukazují ve směru proudu I. Čáry pole procházejí otevřenou dlaní. Palec se shoduje s vektorem síly – to je význam pravidla levé ruky. Tato síla se nazývá ampérová síla.

Toto pravidlo můžete aplikovat na jednotlivé nabité částice a určit směr 2 sil:

1. Lorenz.
2. Ampér.

Představte si kladně nabitou částici pohybující se v magnetickém poli. Čáry vektoru magnetické indukce jsou kolmé na směr jeho pohybu. Musíte položit otevřenou levou dlaň prsty ve směru pohybu náboje, vektor B by měl proniknout do dlaně, pak palec ukáže směr vektoru Fа. Pokud je částice záporná, jsou prsty otočeny proti dráze náboje.

Pokud jste v určité chvíli nerozuměli, video jasně ukazuje, jak používat pravidlo levé ruky:

Je důležité vědět! Pokud máte těleso a působí na něj síla, která má tendenci s ním otáčet, otočte šroubem tímto směrem, a určíte, kam směřuje moment síly. Pokud mluvíme o úhlové rychlosti, pak je situace následující: když se vývrtka otáčí jedním směrem s rotací těla, bude se šroubovat ve směru úhlové rychlosti.

závěry

Osvojit si tyto metody určování směru sil a polí je velmi snadné. Taková mnemotechnická pravidla v elektřině velmi usnadňují úkoly školáků a studentů. I plná konvice zvládne gimbal, pokud alespoň jednou otevřel víno vývrtkou. Hlavní je nezapomenout, kudy proud teče. Opakuji, že použití gimbalu a pravé ruky se nejčastěji úspěšně používá v elektrotechnice.

Nakonec doporučujeme zhlédnout video, díky kterému na příkladu pochopíte, co je to gimbalové pravidlo a jak jej aplikovat v praxi:

Asi nevíš:

• Závislost odporu vodiče na teplotě
• Jak se stát elektrikářem
• Co je fáze, nula a zem
• Elektrotechnické zkoušky