Dlaczego istnieją dwie zasady: lewa ręka Fleminga i zasady prawej ręki? Jaka jest różnica między nimi i dlaczego nie możemy użyć tylko jednej reguły?
Załóżmy, że pole magnetyczne jest od prawej do lewej, a ruch drutu w dół, to zgodnie z regułą prawej ręki indukowany prąd będzie w kierunku prostym.
Ale jeśli używamy reguły lewej ręki w tej samej sytuacji, aby znaleźć kierunek ruchu drutu, a następnie pokazuje, że kierunek drutu jest do góry.
Proszę mi pomóc.
Komentarze
- physics.stackexchange.com/questions/173130/… prawdopodobnie powiązana odpowiedź.
- Na swoim przykładzie musisz użyć prawej ręki. Jest to po prostu kwestia tego, której reguły użyć dla jakich wyrażeń / sytuacji.
- Właściwie nie ' zrozumiałem, czy nie możesz mi wyjaśnić dalej.
- Twój konkretny przykład jest niejasny. Czy ruch przewodu jest czymś, co znasz, czy czymś, co ' próbujesz się dowiedzieć? Innymi słowy, czy masz do czynienia z silnikiem czy generatorem?
- Hej, emilio, czy ruch w prawej ręce jest inny, a siła w lewej?
Odpowiedź
To niefortunne, że fizyka magnetyzmu została obarczona kilkoma różnymi regułami dotyczącymi * rąk i że używają różnych rąk. Rozłączmy je:
Fleming „s reguła ręki
podaje kierunek siły działającej na prąd, jeśli znasz pole magnetyczne.
s reguła lewej ręki
Ta reguła ma zastosowanie do silników , tj. urządzeń wykorzystujących prądy w polu magnetycznym do generowania ruchu. Swoją ważność wywodzi z siły Lorentza, $$ \ mathbf F = q \ mathbf v \ times \ mathbf B, $$, w której prąd płynie z prędkością ładunku, a indukowany ruch jest zgodny z kierunkiem siły. Dlatego ta reguła pokrywa się z regułą lewej ręki używaną ogólnie w produktach krzyżowych.
Fleming „s right reguła ręczna
jest znacznie rzadziej używana w fizyce (chociaż nie mogę mówić o tym, jak inżynierowie coś robią). Dotyczy generatorów , tj. urządzenia, które wykorzystują ruch w polu magnetycznym do generowania prądów. To znowu opiera się na iloczynu poprzecznym siły Lorentza, z tym wyjątkiem, że teraz prędkość ładunku jest dana przez ruch obiektu, a siła wzdłuż drutu jest tym, czym Oznacza to, że „zamieniłeś środkowy palec z kciukiem w odniesieniu do reguły lewej ręki Fleminga, którą możesz wykonać, zachowując (niejasne) przypisania do„ ruchu ”i„ prądu ”oraz zmieniając ręce.
reguła prawej ręki
Bardzo mi się ta konwencja nie podoba i zachęcam do zapomnienia o wszystkim poza tym, że istnieje i należy jej unikać. W każdej sytuacji, w której jest to potrzebne, możesz po prostu użyć siły Lorentza, aby dowiedzieć się, w którą stronę pójdzie prąd.
Ampère „s right reguła ręki
jest zupełnie inna i daje pole magnetyczne generowane przez prosty drut.
Wywodzi swoją ważność z prawa Biota-Savarta, które określa pole magnetyczne w pozycji $ \ mathbf r $ generowane przez nieskończenie mały element prądu bieżącego $ I $ i skierowaną długość $ \ mathrm d \ mathbf l $ na pozycji $ \ mathbf r „$, as $$ \ mathbf B (\ mathbf r) = \ frac {\ mu_0} {4 \ pi} \ frac {I \ mathrm d \ mathbf l \ times (\ mathbf r- \ mathbf r” )} {| \ mathbf r- \ mathbf r „| ^ 3} $$ Ponownie, to iloczyn poprzeczny wyznacza kierunek pola i powinieneś sam sprawdzić, czy działa tak, jak pokazano na rysunku.
Jak widać, zasady są zupełnie inne. Dlatego ważne jest, abyś, jeśli chcesz używać ich jako mnemoników, poprawnie nauczyłeś się, która z nich ma zastosowanie i gdzie stosujesz je poprawnie. (Nie ma sensu uczyć się, której ręki użyć, jeśli np. Zamienisz przypisania dla palca wskazującego i środkowego).
Najważniejszą rzeczą do nauczenia się jest jednak prawo siły Lorentza, które opiera się na na lewej regule ręcznej (czas ładowania prądu na środkowym palcu, pole na indeksie, siła na kciuku ) wskazywany przez iloczyn krzyżowy. Jest to zasadniczo bezpieczne, jeśli zastosujesz je poprawnie i jest mniej podatne na mylenie z innymi regułami.
Komentarze
- Cześć @Emilio.Zawsze stosowałem regułę prawej ręki dla iloczynów krzyżowych, w tym dla siły Lorentza ( as wykonaj inne ). Czy publikujesz z planety z antymaterią ?
- @rob Dla jasności wykonuję produkty wektorowe jako $ \ mathbf a = \ mathbf b \ razy \ mathbf c $ z $ \ mathbf b $ wzdłuż lewego środkowego palca (pod kątem 90 ° do płaszczyzny mojej dłoni), $ \ mathbf c $ wzdłuż lewego palca wskazującego ( w płaszczyźnie mojej dłoni) i $ \ mathbf a = \ mathbf b \ times \ mathbf c $ wzdłuż lewego kciuka (również w płaszczyźnie mojej dłoni), jak pokazano na pierwszym obrazku. Bez wątpienia jest kilka innych konwencji.
Odpowiedź
Podobieństwa: w obu regułach kciuk wskazuje kierunek siła / ruch, palec wskazujący wskazuje kierunek pola magnetycznego, a palec środkowy wskazuje kierunek prądu.
Różnice:
1) Reguła lewej ręki: ta reguła jest używana, gdy kierunek pola i kierunek prądu są podane i musisz znaleźć kierunek siły / ruchu przewodnika.
2) Reguła prawej ręki: ta reguła jest używana, gdy pole magnetyczne i siła / ruch przewodnika jest podana i musisz znaleźć kierunek prądu.
W obu regułach wszystkie trzy powinny być do siebie prostopadłe.