電磁三定則,有左手定則、右手定則、安培定理。
基本介紹
- 中文名:電磁三定則
- 左手定則:left-hand rule
- 原理:恆定的磁場施力於運動的電荷.
- 適用情況:電流方向與磁場方向垂直
- 三定則:左手定則、右手定則、安培定理
左手定則,右手定則,安培定理,
左手定則
zuǒshǒudìngzé
left-hand rule
左手平展,使大拇指與其餘四指垂直,並且都跟手掌在一個平面內。
把左手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心(手心對準N極,手背對準S極)(做題小竅門,在做題的時候,一般橫切面都是X或點,只要記住,有叉的話,左手手背在下面:是點的話,手心在下面,之後,手指再對其電流方向,拇指就是受力方向了,自己拿題試試,很方便)
四指指向電流方向(既正電荷運動的方向)
則大拇指的方向就是導體受力方向。
用於電動機及其他受安培力的場景。
【原理】:恆定的磁場只能施力於運動的電荷.
這是因為一個磁場可能有運動的電荷產生,故可能施力於運動電荷,而磁場不可能有靜止電荷產生,因而也不可能施力於靜止電荷.
而這個力一直垂直於粒子的運動方向,所以不可能改變粒子的運動速度的大小.所以恆定的磁場也不可能把能量傳輸給運動的電荷.
磁場可以改變電荷的運動方向, 電場可以改變電荷的運動速度.
當你把磁鐵的磁感線和電流的磁感線都畫出來的時候,兩種磁感線交織在一起,按照向量加法,磁鐵和電流的磁感線方向相同的地方,磁感線變得密集;方向相反的地方,磁感線變得稀疏。磁感線有一個特性就是,每一條同向的磁感線互相排斥!磁感線密集的地方“壓力大”,磁感線稀疏的地方“壓力小”。於是電流兩側的壓力不同,把電流壓向一邊。拇指的方向就是這個壓力的方向。區分與右手定則。
【適用情況】:電流方向與磁場方向垂直.
(計算法)
如下```
電流元I1dι 對相距γ12的另一電流元I2dι 的作用力df12為:
μ0 I1I2dι2 × (dι1 × γ12)
df12 = ── ───────────
4π γ123
式中dι1、dι2的方向都是電流的方向;γ12是從I1dι 指向I2dι 的徑矢。安培定律可分為兩部分。其一是電流元Idι(即上述I1dι )在γ(即上述γ12)處產生的磁場為
μ0 Idι × γ
dB = ── ─────
4π γ3
這是畢-薩-拉定律。其二是電流元Idl(即上述I2dι2)在磁場B中受到的作用力df(即上述df12)為:
df = Idι × B
(左手定則不是左手螺旋定則,關於左、右手定則有:左手定則、右手定則、右手螺旋定則,沒有左手螺旋定則!)
右手定則 右手平展,使大拇指與其餘四指垂直,並且都跟手掌在一個平面內。把右手放入磁場中,若磁力線垂直進入手心(當磁感線為直線時,相當於手心面向N極),大拇指指嚮導線運動方向,則四指所指方向為導線中感應電流(感生電動勢)的方向。
電磁學中,右手定則判斷的主要是與力無關的方向。
如果是和力有關的則全依靠左手定則。
即,關於力的用左手,其他的(一般用於判斷感生電流方向)用右手定則。(這一點常常有人記混,可以發現“力”字向左撇,就用左手;而“電”字向右撇,就用右手)記憶口訣:左通電右生電
電流元I1dι 對相距γ12的另一電流元I2dι 的作用力df12為:
μ0 I1I2dι2 × (dι1 × γ12)
df12 = ── ───────────
4π γ123
式中dι1、dι2的方向都是電流的方向;γ12是從I1dι 指向I2dι 的徑矢。安培定律可分為兩部分。其一是電流元Idι(即上述I1dι )在γ(即上述γ12)處產生的磁場為
μ0 Idι × γ
dB = ── ─────
4π γ3
這是畢-薩-拉定律。其二是電流元Idl(即上述I2dι2)在磁場B中受到的作用力df(即上述df12)為:
df = Idι × B
確定在外磁場中運動的導線內感應電流方向的定則,又稱發電機定則。也是感應電流方向和導體運動方向、磁力線方向之間的關係判定法則。
做握手狀適用於發電機手心為磁場方向大拇指為物體運動方向手指為電流方向~~` 確定導體切割磁感線運動時在導體中產生的動生電動勢方向的定則。右手定則的內容是:伸開右手,
使大拇指跟其餘四個手指垂直並且都跟手掌在一個平面內,把右手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入
手心,大拇指指嚮導體運動方向,則其餘四指指向動生電動勢的方向。動生電動勢的方向與產生的
感應電流的方向相同。
右手定則確定的動生電動勢的方向符合能量轉化與守恆定律。
套用右手定則注意事項
套用右手定則時要注意對象是一段直導線(當然也可用於通電螺線管),而且速度v和磁場B都要垂直於導線,v與B也要垂直,
產生右手定則的原因在於, 電,磁,質量 構成的三維,右手定則代表電維,磁維,質量信息梯度維
安培定則目錄[隱藏]定則 性質 安培力公式 天文之"右手螺旋定則”
右手定則
表示電流和電流激發磁場的磁感線方向間關係的定則,也叫右手螺旋定則。
(1)通電直導線中的安培定則(安培定則一):用右手握住通電直導線,讓大拇指指向電流的方向,那么四指的指向就是磁感線的環繞方向;
(2)通電螺線管中的安培定則(安培定則二):用右手握住通電螺線管,使四指彎曲與電流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通電螺線管的N極。左手反之。
性質
直線電流的安培定則對一小段直線電流也適用。環形電流可看成多段小直線電流組成,對每一小段直線電流用直線電流的安培定則判定出環形電流中心軸線上磁感強度的方向。疊加起來就得到環形電流中心軸線上磁感線的方向。直線電流的安培定則是基本的,環形電流的安培定則可由直線電流的安培定則導出,直線電流的安培定則對電荷作直線運動產生的磁場也適用,這時電流方向與正電荷運動方向相同,與負電荷運動方向相反。
天文之"右手螺旋定則”
我們通常通過以下三種方法辨別地球的南北極:
1.立木棒垂直於地面,白天時陰影的指向即為北極;但這只限於北回歸線以北北極圈以南的人們,所以此種方法不可行;
2.指南針;但地理北極和地磁北極有區別,故也不可行;
3.藉助星體;北極星和南十字星座;這種方法在夜裡可行。
更深層的問題,出現在把我們關於北的概念,推廣到宇宙中其他部分的某個星球上時;因為如果“北”這個詞有什麼普遍的含義,那么任何別的星球也應有北極和南極。那么它的北極究竟是哪一個呢?顯然現在,北極星就沒有用了,因為所有的星球看起來都將完全不同。
天文學家們對此有一個簡單的規則,他們稱之為“右手螺旋定則”。偶爾地,費天文學家們也需要解決這樣的問題。聖父基督說不定就是其中之一,至少按照《新科學家》(New Scientist)的一期聖誕特刊的說法是這樣。在一篇文章中,當問到我們的太陽系中的某個其他星球或月亮的北極,是否能為聖誕老人提供比地球更好的居所時,賈斯廷·馬林斯簡潔地描述了這一規則:
"使你的右手握拳成拇指向上的形狀。如果行星的運轉方向與你手指的彎曲方向相符,你大拇指所指的就是北極。試著用它比劃一下地球的旋轉方式(地球的旋轉式自西向東,這也是為什麼太陽看起來是從東到西運行的原因)。"
這意味著,例如,相對於地球來說,金星的北極是位於其底部的,因為在我們的太陽系的行星中,進行時唯一在反方向上旋轉的。
安培定理
在H.C.奧斯特電流磁效應實驗及其他一系列實驗的啟發下 ,A.-M.安培認識到磁現象的本質是電流 ,把涉及電流 、磁體的各種相互作用歸結為電流之間的相互作用,提出了尋找電流元相互作用規律的基本問題。為了克服孤立電流元無法直接測量的困難 ,安培精心設計了4個示零實驗並伴以縝密的理論分析,得出了結果。但由於安培對電磁作用持超距作用觀念,曾在理論分析中強加了兩電流元之間作用力沿連線的假設,期望遵守牛頓第三定律,使結論有誤。上述公式是拋棄錯誤的作用力沿連線的假設,經修正後的結果。應按近距作用觀點理解為,電流元產生磁場,磁場對其中的另一電流元施以作用力。
安培定律與庫侖定律相當,是磁作用的基本實驗定律 ,它決定了磁場的性質,提供了計算電流相互作用的途徑。
安培力公式
電流元I1dι 對相距γ12的另一電流元I2dι 的作用力df12為:
μ0 I1I2dι2 × (dι1 × γ12)
df12 = ── ───────────
4π γ123
式中dι1、dι2的方向都是電流的方向;γ12是從I1dι 指向I2dι 的徑矢。安培定律可分為兩部分。其一是電流元Idι(即上述I1dι )在γ(即上述γ12)處產生的磁場為
μ0 Idι × γ
dB = ── ─────
4π γ3
這是畢-薩-拉定律。其二是電流元Idl(即上述I2dι2)在磁場B中受到的作用力df(即上述df12)為:
df = Idι × B