Pravilo kardana, desne in leve roke je našlo široko uporabo v fiziki. Mnemonična pravila so potrebna za enostavno in intuitivno pomnjenje informacij. Običajno je to uporaba kompleksnih količin in konceptov za gospodinjske in improvizirane stvari. Prvi, ki je oblikoval ta pravila, je fizik Pyotr Buravchik. To pravilo se nanaša na mnemotehniko in je tesno povezano s pravilom desne roke, njegova naloga je določiti smer aksialnih vektorjev za znano smer osnove. Tako pravijo enciklopedije, mi pa vam bomo o tem povedali s preprostimi besedami, kratko in jasno.
Vsebina:
- Razlaga imena
- Kako je magnetno polje povezano s kardanom in rokami
- Magnetno polje v solenoidu
- Določanje smeri toka s kardanom
- Kaj ima opraviti z levo roko
- sklepi
Razlaga imena
Večina ljudi se spomni omembe tega iz tečaja fizike, in sicer elektrodinamike. Zgodilo se je z razlogom, saj se ta mnemonika pogosto daje študentom za poenostavitev razumevanja snovi. Pravzaprav se pravilo kardana uporablja tako v elektriki, da določi smer magnetnega polja, kot tudi v drugih odsekih, na primer za določanje kotne hitrosti.
Kardan pomeni orodje za vrtanje lukenj z majhnim premerom v mehke materiale, za sodobnega človeka bo bolj običajno, da navedemo za primer odmik.
Pomembno! Domneva se, da ima gimlet, vijak ali odpiralni vijak desni navoj, to pomeni, da je smer njegovega vrtenja, ko je privijačena, v smeri urinega kazalca, t.j. na desno.
Spodnji videoposnetek vsebuje celotno besedilo pravila kardanskega kardana. Oglejte si ga, da boste razumeli celotno bistvo:
Kako je magnetno polje povezano s kardanom in rokami
Pri problemih fizike se pri preučevanju električnih veličin pogosto soočajo s potrebo po iskanju smeri toka glede na vektor magnetne indukcije in obratno. Te veščine bodo potrebne tudi pri reševanju kompleksnih problemov in izračunov, povezanih z magnetnim poljem sistemov.
Preden nadaljujemo z obravnavo pravil, vas želim spomniti, da tok teče od točke z visokim potencialom do točke z manjšim. Lahko rečemo bolj preprosto - tok teče od plusa do minusa.
Pravilo kardana ima naslednji pomen: ko se konica kardana privijači vzdolž smeri toka, se ročaj vrti v smeri vektorja B (vektor magnetnih indukcijskih linij).
Pravilo desne roke deluje takole:
Postavite palec, kot da kažete "razred!", nato obrnite roko, tako da smer toka in prst sovpadata. Potem bodo preostali štirje prsti sovpadali z vektorjem magnetnega polja.
Jasna razčlenitev pravila desne roke:
Če želite to jasneje videti, izvedite poskus - potresite kovinske ostružke na papir, naredite v listu luknjo in napeljite žico, potem ko nanjo nanesete tok, boste videli, da so čipi združeni v koncentrične krogi.
Magnetno polje v solenoidu
Vse našteto velja za ravni prevodnik, kaj pa, če je prevodnik navit v tuljavo?
Že vemo, da ko tok teče okoli prevodnika, nastane magnetno polje, tuljava je žica, večkrat navita v obroče okoli jedra ali trna. V tem primeru se magnetno polje ojača. Solenoid in tuljava sta v bistvu ista stvar. Glavna značilnost je, da linije magnetnega polja potekajo na enak način kot pri trajnem magnetu. Solenoid je nadzorovan analog slednjega.
Pravilo desne roke za solenoid (tuljavo) nam bo pomagalo določiti smer magnetnega polja. Če držite tuljavo v roki tako, da so štirje prsti usmerjeni v smer toka, bo vaš palec pokazal na vektor B na sredini tuljave.
Če kardan zasukate po zavojih, spet v smeri toka, t.j. od priključka "+" do priključka "-" solenoida, potem sta oster konec in smer gibanja enaka vektorju magnetne indukcije.
Z enostavnimi besedami, tam, kjer obrnete kardan, se črte magnetnega polja umaknejo tja. Enako velja za en obrat (krožni vodnik)
Določanje smeri toka s kardanom
Če poznate smer vektorja B - magnetna indukcija, lahko preprosto uporabite to pravilo. Mentalno premaknite palec vzdolž smeri polja v tuljavi z ostrim delom naprej, oziroma vrtenje v smeri urinega kazalca vzdolž osi gibanja bo pokazalo, kam teče tok.
Če je žica ravna, zavrtite zamašek vzdolž označenega vektorja, tako da je to gibanje v smeri urinega kazalca. Vedeti, da ima desni navoj - smer, v kateri je privit, sovpada s tokom.
Kaj ima opraviti z levo roko
Ne zamenjujte kardana in pravila leve roke, potrebno je določiti silo, ki deluje na prevodnik. Zravnana dlan leve roke je nameščena vzdolž vodila. Prsti kažejo v smeri toka I. Linije polja potekajo skozi odprto dlan. Palec sovpada z vektorjem sile - to je pomen pravila leve roke. Ta sila se imenuje Amperova sila.
To pravilo lahko uporabite za posamezen nabit delec in določite smer dveh sil:
- Lorenz.
- Amper.
Predstavljajte si pozitivno nabit delec, ki se giblje v magnetnem polju. Linije vektorja magnetne indukcije so pravokotne na smer njegovega gibanja. Odprto levo dlan morate s prsti postaviti v smeri gibanja naboja, vektor B naj prodre v dlan, nato pa bo palec kazal smer vektorja Fа. Če je delec negativen, so prsti obrnjeni proti poti naboja.
Če na neki točki niste razumeli, videoposnetek jasno prikazuje, kako uporabljati pravilo leve roke:
Pomembno je vedeti! Če imate telo in nanj deluje sila, ki ga nagiba k obračanju, zavrtite vijak v to smer in ugotovili boste, kam je usmerjen moment sile. Če govorimo o kotni hitrosti, potem je situacija naslednja: ko se čep se vrti v eno smer z vrtenjem telesa, se bo vijačil v smeri kotne hitrosti.
sklepi
Te metode določanja smeri sil in polj je zelo enostavno obvladati. Takšna mnemonična pravila v elektriki močno olajšajo naloge šolarjev in študentov. Tudi poln čajnik zmore kardan, če je vsaj enkrat odprl vino z odmašnikom. Glavna stvar je, da ne pozabite, kje teče tok. Ponavljam, da se v elektrotehniki najpogosteje uspešno uporablja uporaba kardana in desne roke.
Na koncu priporočamo ogled videa, zahvaljujoč kateremu lahko s primerom razumete, kaj je pravilo kardanskega sistema in kako ga uporabiti v praksi:
Verjetno ne veste:
- Odvisnost upora prevodnika od temperature
- Kako postati električar
- Kaj je faza, nič in zemlja
- Preizkusi elektrotehnike
