Por que existem duas regras: mão esquerda de Fleming e regras da mão direita? Qual é a diferença entre as duas e por que não podemos usar apenas uma regra?

Suponha que o campo magnético vá da direita para a esquerda e o movimento do fio seja para baixo, então, de acordo com a regra da mão direita, a corrente induzida será na direção reta.

Mas se usamos a regra da mão esquerda nesta mesma situação para encontrar a direção do movimento do fio, então ela mostra que a direção do fio é para cima.

Por favor, me ajude.

Comentários

  • physics.stackexchange.com/questions/173130/… resposta possivelmente relacionada.
  • Você deve usar sua mão direita no exemplo. É simplesmente uma questão de qual regra usar para quais expressões / situações.
  • Na verdade, eu não ‘ entendi, posso me explicar melhor.
  • Seu exemplo particular não é claro. O movimento do fio é algo que você conhece ou que ‘ está tentando descobrir? Em outras palavras, você está lidando com um motor ou gerador?
  • Ei, emilio, o movimento na regra da mão direita e a força na regra da mão esquerda são diferentes?

Resposta

É uma pena que a física do magnetismo tenha sido sobrecarregada com várias regras de * mãos diferentes e que elas usem mãos diferentes. Vamos separá-los:

Fleming “s à esquerda regra da mão

fornece a direção da força que atua em uma corrente se você conhece o campo magnético.

Fleming

s regra da mão esquerda

Fonte da imagem

Esta regra se aplica para motores , ou seja, dispositivos que usam correntes em um campo magnético para gerar movimento. Ele deriva sua validade da força de Lorentz, $$ \ mathbf F = q \ mathbf v \ vezes \ mathbf B, $$ em que a corrente vai com a velocidade da carga e o movimento induzido é ao longo da direção da força. É por isso que essa regra coincide com a regra da mão esquerda usada em produtos cruzados em geral.


Fleming “s direita regra da mão

é muito menos usada em física (embora eu não possa falar sobre como os engenheiros fazem as coisas). Ela se aplica a geradores , ou seja, dispositivos que usam o movimento em um campo magnético para gerar correntes. Isso novamente depende do produto vetorial na força de Lorentz, exceto que agora a velocidade da carga é dada pelo movimento do objeto, e a força ao longo do fio é o que estabelece a corrente. Isso significa que você trocou o dedo médio com o polegar em relação à regra da mão esquerda de Fleming, o que pode ser feito mantendo as atribuições (vagas) de “movimento” e “corrente” e trocando as mãos.

regra da mão direita

Fonte da imagem

Não gosto muito desta convenção e encorajaria você a esquecer tudo sobre ela, exceto o fato de que ela existe e deve ser evitada. Em qualquer situação em que você precisar, você pode simplesmente usar a força de Lorentz para descobrir para que lado a corrente irá.


Ampère “s a regra da mão direita

é bem diferente e fornece o campo magnético gerado por um fio reto.

Regra da mão direita

Fonte da imagem

Sua validade deriva da lei de Biot-Savart, que fornece o campo magnético na posição $ \ mathbf r $ gerado por um elemento de corrente infinitesimal da corrente $ I $ e comprimento direcionado $ \ mathrm d \ mathbf l $ na posição $ \ mathbf r “$, como $$ \ mathbf B (\ mathbf r) = \ frac {\ mu_0} {4 \ pi} \ frac {I \ mathrm d \ mathbf l \ times (\ mathbf r- \ mathbf r” )} {| \ mathbf r- \ mathbf r “| ^ 3} $$ Novamente, é o produto vetorial que dita a direção do campo, e você deve verificar por si mesmo se funciona conforme indicado na imagem.


Como você pode ver, as regras são bem diferentes. Portanto, é crucial que, se você quiser usá-los como mnemônicos, você aprenda corretamente qual deles se aplica onde, e que você os aplique corretamente. (Não adianta aprender qual mão usar se você, por exemplo, trocar as atribuições do dedo indicador e médio.)

A coisa mais importante a aprender, porém, é a lei da força de Lorentz, que se baseia em uma regra esquerda (carga-vezes-corrente em seu dedo médio, campo no índice, força no polegar ) indicado pelo produto vetorial. Isso é essencialmente à prova de falhas se você aplicá-lo corretamente e está menos sujeito a confusão com outras regras.

Comentários

  • Olá @Emilio.Sempre usei uma regra da mão direita para produtos cruzados, inclusive para a força de Lorentz ( como do outros ). Você está postando de um planeta de antimatéria ?
  • @rob Para maior clareza, faço produtos vetoriais como $ \ mathbf a = \ mathbf b \ times \ mathbf c $ com $ \ mathbf b $ ao longo do meu dedo médio esquerdo (a 90 ° do plano da palma da minha mão), $ \ mathbf c $ ao longo do meu dedo indicador esquerdo ( no plano da palma da minha mão) e $ \ mathbf a = \ mathbf b \ times \ mathbf c $ ao longo do meu polegar esquerdo (também no plano da palma da mão), como mostrado na primeira imagem. Sem dúvida, existem várias outras convenções.

Resposta

Semelhanças: em ambas as regras, o polegar dá a direção de força / movimento, o dedo indicador indica a direção do campo magnético e o dedo médio indica a direção da corrente.

Diferenças:

1) Regra da mão esquerda: esta regra é usada quando magnético a direção do campo e a direção da corrente são fornecidas e você deve encontrar a direção da força / movimento do condutor.

2) Regra da mão direita: esta regra é usada quando o campo magnético e a força / movimento do condutor é fornecido e você deve encontrar a direção da corrente.

Em ambas as regras, todos os três devem ser perpendiculares entre si.

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