Как определить направление тока по правилу левой руки


Правило левой руки для силы Ампера


В курсе физики известно, что на проводник с током действует сила Ампера. Для определения направления этой силы применяется специальное правило — правило левой руки (примерно так).

На заряд, движущийся в магнитном поле, действует со стороны этого поля сила, называемая силой Лоренца. Рис. 1. Сила Лоренца. Если в магнитное поле помещен проводник с током, то силы Лоренца, действующие на движущиеся носители заряда в этом проводнике, складываются в силу, называемую силой Ампера.
Модуль силы Ампера рассчитывается по закону Ампера: $$F= I |\overrightarrow B| Δl sin \alpha,$$ где:

  1. $B$ — индукция магнитного поля;
  2. $\alpha$ — угол между линиями магнитного поля и направлением тока в проводнике.
  3. $Δl$ — длина проводника;
  4. $I$ — величина тока в проводнике;
  5. $F$ — модуль силы Ампера;

Рис.

В большинстве случаев направление действия сил совпадает с направленностью тел или направления на источник силы. Для Ампера такое совпадение не составляет труда, поскольку оно соответствует направлению движения тока и вектору магнитной индукции; сила действует перпендикулярно обоим направлениям: к оси координат (поляризации) [1]

Сила Ампера направлена перпендикулярно обоим этим направлениям.

Если линии магнитного поля направлены по вертикали, а проводник расположен горизонтально справа налево и линия направлена вдоль оси «вперед-назад», то сила Ампера будет двигаться параллельно линией в направлении назад.

Рекомендуем прочесть:  Куда пожаловаться на управляющего дикси

Поэтому для силы Ампера установили специальное мнемоническое правило левой руки.

Формулировка правила левой руки для силы ампера звучит так: Если расположить левую руку так, чтобы четыре пальца были направлены по направлению движения тока в проводнике, а перпендикулярная составляющая индукции $B_{\perp}$ входила в ладонь, то отставленный большой палец покажет направление силы Ампера.

Формулировка правила левой руки для силы ампера звучит так: Если расположить левую руку так, чтобы четыре пальца были направлены по направлению движения тока в проводнике, а перпендикулярная составляющая индукции $B_{\perp}$ входила в ладонь, то отставленный большой палец покажет направление силы Ампера. Как пользоваться этим правилом?

Разберем примеры.

  1. Допустим, проводник расположен горизонтально, и ток по нему идет вперед. Следовательно, четыре пальца левой руки надо вытянуть вперед по этому направлению.
  2. Отставленный большой палец левой руки будет направлен влево. Это и есть направление силы Ампера для данной ситуации.
  3. Теперь допустим, что линии магнитного поля направлены сверху вниз (сверху «север» подковообразного магнита, снизу — «юг»). Следовательно, левую руку надо повернуть ладонью вверх, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь и «прокалывали» ее (четыре пальца по-прежнему должны быть вытянуты вперед).
Рекомендуем прочесть:  Куда подавать жалобу на юриста

Другой пример.

  1. Пусть проводник расположен вертикально. А магнитное поле направлено справа налево (справа «север» магнита, слева — «юг»).
  2. Отставленный большой палец покажет назад. Именно так и будет направлена сила Ампера в данном случае.
  3. Располагаем левую руку четырьмя пальцами вверх. Ладонь открытой стороной должна «смотреть вправо», чтобы магнитные линии входили и «прокалывали» ее.

Обратите внимание, что силу Ампера порождает только перпендикулярная составляющая магнитного поля.

А значит, рука должна быть расположена так, чтобы линии магнитного поля всегда входили в нее под углом максимально близким к прямому.

В особенности это происходит, если направление тока и магнитной индукции совпадают. Тогда рука не сможет располагаться так для того, чтобы линии магнитного поля входили в нее. Следовательно сила Ампера здесь отсутствует: [/stextbox] Однако эта ситуация встречается крайне редко — линия магнитной индукции находится на пересечении линий магнитной индукции между собой!

Это мнемоническое правило левой руки предназначено для определения направления силы Ампера.