Pravilo kardana, desne i lijeve ruke

Pravilo kardana, desne i lijeve ruke našlo je široku primjenu u fizici. Mnemonička pravila su potrebna za jednostavno i intuitivno pamćenje informacija. Obično je to primjena složenih količina i koncepata na kućanske i improvizirane stvari. Prvi koji je formulirao ova pravila je fizičar Pyotr Buravchik. Ovo pravilo se odnosi na mnemotehniku ​​i usko je povezano s pravilom desne ruke, njegova je zadaća odrediti smjer aksijalnih vektora za poznati smjer baze. Tako kažu enciklopedije, ali mi ćemo vam to reći jednostavnim riječima, kratko i jasno.

Objašnjenje imena

Većina ljudi se sjeća spominjanja ovoga iz kolegija fizike, točnije iz odjeljka elektrodinamike. To se dogodilo s razlogom, jer se ova mnemotehnika često daje učenicima kako bi se pojednostavilo razumijevanje gradiva. Zapravo, pravilo kardanskog zgloba koristi se i u elektricitetu, za određivanje smjera magnetskog polja, i u drugim dijelovima, na primjer, za određivanje kutne brzine.

Kardan znači alat za bušenje rupa malog promjera u mekim materijalima; za modernu osobu bit će uobičajenije navesti vadičep kao primjer.

Važno! Pretpostavlja se da gimlet, vijak ili vadičep ima desni navoj, odnosno da je smjer njegove rotacije, kada se zavrti, u smjeru kazaljke na satu, t.j. nadesno.

Videozapis u nastavku pruža potpuni tekst pravila kardanskog zgloba, svakako pogledajte kako biste razumjeli cijelu poantu:

Kako je magnetsko polje povezano s kardanom i rukama

U problemima fizike, u proučavanju električnih veličina, često se susreću s potrebom pronalaženja smjera struje, prema vektoru magnetske indukcije i obrnuto. Također, ove će vještine biti potrebne pri rješavanju složenih problema i proračuna vezanih uz magnetsko polje sustava.

Prije nego što nastavimo s razmatranjem pravila, želim vas podsjetiti da struja teče od točke s visokim potencijalom do točke s manjim. Može se jednostavnije reći - struja teče od plusa do minusa.

Pravilo kardanskog zgloba ima sljedeće značenje: kada se vrh kardana zavrti u smjeru struje, ručka će se rotirati u smjeru vektora B (vektor linija magnetske indukcije).

Pravilo desne ruke funkcionira ovako:

Stavite palac kao da pokazujete "klasu!", a zatim okrenite ruku tako da se smjer struje i prst poklope. Tada će se preostala četiri prsta poklopiti s vektorom magnetskog polja.

Jasna raščlamba pravila desne ruke:

Da biste to jasnije vidjeli, provedite eksperiment - pospite metalne strugotine na papir, napravite u listu probušite žicu i provucite žicu, nakon primjene struje na nju, vidjet ćete da su čipovi grupirani u koncentrične krugovima.

Magnetno polje u solenoidu

Sve navedeno vrijedi za ravni vodič, ali što ako je vodič namotan u zavojnicu?

Već znamo da kada struja teče oko vodiča, stvara se magnetsko polje, zavojnica je žica koja je više puta namotana u prstenove oko jezgre ili trna. U tom slučaju se pojačava magnetsko polje. Solenoid i zavojnica su u osnovi ista stvar. Glavna značajka je da se linije magnetskog polja odvijaju na isti način kao u situaciji s permanentnim magnetom. Solenoid je kontrolirani analog potonjeg.

Pravilo desne ruke za solenoid (zavojnicu) pomoći će nam da odredimo smjer magnetskog polja. Ako zavojnicu držite u ruci tako da su četiri prsta okrenuta u smjeru toka struje, tada će vaš palac pokazivati ​​na vektor B u sredini zavojnice.

Zavrtite li kardan po zavojima, opet u smjeru struje, t.j. od "+" terminala do "-" terminala solenoida, tada su oštri kraj i smjer kretanja isti kao vektor magnetske indukcije.

Jednostavnim riječima, tamo gdje okrenete kardan, linije magnetskog polja izlaze tamo. Isto vrijedi i za jedan zavoj (kružni vodič)

Određivanje smjera struje kardanom

Ako znate smjer vektora B - magnetska indukcija, možete lako primijeniti ovo pravilo. Mentalno pomaknite palac duž smjera polja u zavojnici oštrim dijelom prema naprijed, odnosno, rotacija u smjeru kazaljke na satu duž osi kretanja pokazat će gdje struja teče.

Ako je žica ravna, zakrenite vadičep duž označenog vektora tako da je to kretanje u smjeru kazaljke na satu. Znajući da ima desni navoj - smjer u kojem je uvijen poklapa se sa strujom.

Kakve veze ima s lijevom rukom

Nemojte brkati kardan i pravilo lijeve ruke, potrebno je za određivanje sile koja djeluje na vodič. Ispravljeni dlan lijeve ruke postavljen je uz vodilicu. Prsti pokazuju u smjeru struje I. Linije polja prolaze kroz otvoreni dlan. Palac se poklapa s vektorom sile - to je značenje pravila lijeve ruke. Ova sila se naziva Amperova sila.

Ovo pravilo možete primijeniti na pojedinačnu nabijenu česticu i odrediti smjer 2 sile:

1. Lorenz.
2. Amper.

Zamislite pozitivno nabijenu česticu koja se kreće u magnetskom polju. Linije vektora magnetske indukcije okomite su na smjer njegova kretanja. Trebate staviti otvoreni lijevi dlan prstima u smjeru kretanja naboja, vektor B treba prodrijeti u dlan, tada će palac pokazati smjer vektora Fa. Ako je čestica negativna, prsti su okrenuti prema putu naboja.

Ako u nekom trenutku niste razumjeli, video jasno pokazuje kako koristiti pravilo lijeve ruke:

Važno je znati! Ako imate tijelo i na njega djeluje sila koja ga teži okrenuti, okrenite vijak u tom smjeru i odredit ćete kamo je usmjeren moment sile. Ako govorimo o kutnoj brzini, onda je situacija sljedeća: kada se vadičep okreće u jednom smjeru s rotacijom tijela, on će zavrtati u smjeru kutne brzine.

zaključke

Vrlo je lako svladati ove metode određivanja smjera sila i polja. Takva mnemonička pravila u elektricitetu uvelike olakšavaju zadatke školarcima i studentima. Čak i pun čajnik može podnijeti kardan ako je barem jednom otvorio vino vadičepom. Glavna stvar je ne zaboraviti gdje teče struja. Ponavljam da se u elektrotehnici najčešće uspješno koristi uporaba kardana i desne ruke.

Na kraju, preporučujemo gledanje videa, zahvaljujući kojem možete na primjeru razumjeti što je pravilo kardana i kako ga primijeniti u praksi:

Vjerojatno ne znate:

• Ovisnost otpora vodiča o temperaturi
• Kako postati električar
• Što je faza, nula i zemlja
• Elektrotehnička ispitivanja