Буравчик физик: Буравчика правило | это… Что такое Буравчика правило?

Простое объяснение правила буравчика — Сам электрик

Правило буравчика, правой руки и левой руки нашли широкое применение в физике. Мнемонические правила нужны для лёгкого и интуитивного запоминания информации. Обычно это приложение сложных величин и понятий на бытовые и подручные вещи. Первым, кто сформулировал данные правила, является физик Петр Буравчик. Данное правило относится к мнемоническому и тесно соприкасается с правилом правой руки, его задачей является определением направления аксиальных векторов при известном направлении базисного. Так гласят энциклопедии, но мы расскажем об этом простыми словами, кратко и понятно.

• Объяснение названия
• Как связано магнитное поле с буравчиком и руками
• Магнитное поле в соленоиде
• Определение направления тока буравчиком
• Что связано с левой рукой
• Выводы

Объяснение названия

Большинство людей помнят упоминание об этом из курса физики, а именно раздела электродинамики. Так вышло неспроста, ведь эта мнемоника зачастую и приводится ученикам для упрощения понимания материала. В действительности правило буравчика применяют как в электричестве, для определения направления магнитного поля, так и в других разделах, например, для определения угловой скорости.

Под буравчиком подразумевается инструмент для сверления отверстий малого диаметра в мягких материалах, для современного человека привычнее будет привести для примера штопор.

Важно! Предполагается, что буравчик, винт или штопор имеет правую резьбу, то есть направление его вращения, при закручивании, по часовой стрелке, т.е. вправо.

На видео ниже предоставлена полная формулировка правила буравчика, посмотрите обязательно, чтобы понять всю суть:

Как связано магнитное поле с буравчиком и руками

В задачах по физике, при изучении электрических величин, часто сталкиваются с необходимостью нахождения направления тока, по вектору магнитной индукции и наоборот. Также эти навыки потребуются и при решении сложных задач и расчетов, связанных магнитным полем систем.

Прежде чем приступить к рассмотрению правил, хочу напомнить, что ток протекает от точки с большим потенциалом к точке с меньшим. Можно сказать проще — ток протекает от плюса к минусу.

Правило буравчика имеет следующий смысл: при вкручивании острия буравчика вдоль направления тока – рукоятка будет вращаться по направлению вектора B (вектор линий магнитной индукции).

Правило правой руки работает так:

Поставьте большой палец так, словно вы показываете «класс!», затем поверните руку так, чтобы направление тока и пальца совпадали. Тогда оставшиеся четыре пальца совпадут с вектором магнитного поля.

Наглядный разбор правила правой руки:

Чтобы увидеть это более наглядно проведите эксперимент – рассыпьте металлическую стружку на бумаге, сделайте в листе отверстие и проденьте провод, после подачи на него тока вы увидите, что стружка сгруппируется в концентрические окружности.

Магнитное поле в соленоиде

Всё вышеописанное справедливо для прямолинейного проводника, но что делать, если проводник смотан в катушку?

Мы уже знаем, что при протекании тока вокруг проводника создается магнитное поле, катушка – это провод, свёрнутый в кольца вокруг сердечника или оправки много раз. Магнитное поле в таком случае усиливается. Соленоид и катушка – это, в принципе, одно и то же. Главная особенность в том, что линии магнитного поля проходят так же как и в ситуации с постоянным магнитом. Соленоид является управляемым аналогом последнего.

Правило правой руки для соленоида (катушки) нам поможет определить направление магнитного поля. Если взять катушку в руку так, чтобы четыре пальца смотрели в сторону протекания тока, тогда большой палец укажет на вектор B в середине катушки.

Если закручивать вдоль витков буравчик, опять же по направлению тока, т.е. от клеммы «+», до клеммы «-» соленоида, тогда острый конец и направление движения как лежит вектор магнитной индукции.

Простыми словами – куда вы крутите буравчик, туда и выходят линии магнитного поля. То же самое справедливо для одного витка (кругового проводника)

Определение направления тока буравчиком

Если вам известно направление вектора B – магнитной индукции, вы можете легко применить это правило. Мысленно передвигайте буравчик вдоль направления поля в катушке острой частью вперед, соответственно вращение по часовой стрелки вдоль оси движения и покажет, куда течет ток.

Если проводник прямой – вращайте вдоль указанного вектора рукоятку штопора, так чтобы это движение было по часовой стрелке. Зная, что он имеет правую резьбу – направление, в котором он вкручивается, совпадает с током.

Что связано с левой рукой

Не путайте буравчика и правило левой руки, оно нужно для определения действующей на проводник силы. Выпрямленная ладонь левой руки располагается вдоль проводника. Пальцы показывают в сторону протекания тока I. Через раскрытую ладонь проходят линии поля. Большой палец совпадает с вектором силы – в этом и заключается смысл правила левой руки. Эта сила называется силой Ампера.

Можно это правило применить к отдельной заряженной частице и определить направление 2-х сил:

1. Лоренца.
2. Ампера.

Представьте, что положительно заряженная частица двигается в магнитном поле. Линии вектора магнитной индукции перпендикулярны направлению её движения. Нужно поставить раскрытую левую ладонь пальцами в сторону движения заряда, вектор B должен пронизывать ладонь, тогда большой палец укажет направление вектора Fа. Если частица отрицательная – пальцы смотрят против хода заряда.

Если какой-то момент вам был непонятен, на видео наглядно рассматривается, как пользоваться правилом левой руки:

Важно знать! Если у вас есть тело и на него действует сила, которая стремится его повернуть, вращайте винт в эту сторону, и вы определите, куда направлен момент силы. Если вести речь об угловой скорости, то здесь дело обстоит так: при вращении штопора в одном направлении с вращением тела, завинчиваться он будет в направлении угловой скорости.

Выводы

Освоить эти способы определения направления сил и полей очень просто. Такие мнемонические правила в электричестве значительно облегчают задачи школьникам и студентам. С буравчиком разберется даже полный чайник, если он хотя бы раз открывал вино штопором. Главное не забыть, куда течет ток. Повторюсь, что использование буравчика и правой руки чаще всего с успехом применяются в электротехнике.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, благодаря которому вы на примере сможете понять, что такое правило буравчика и как его применять на практике:

Наверняка вы не знаете:

• Зависимость сопротивления проводника от температуры
• Как стать электриком
• Что такое фаза, ноль и земля
• Тесты по электротехнике

Правило буравчика для определения направления магнитного поля

Далеко не все явления в нашей жизни мы можем увидеть, хотя используем их постоянно. Например, электрический ток и магнитное поле. Если к току, как к явлению, мы более-менее привыкли, с магнитными полями не очень легко разобраться. О том, что это такое и как правило буравчика позволяет определить его направление и поговорим.

Содержание статьи

• 1 Что такое магнитное поле
  • 1.1 Постоянные магниты
  • 1.2 Что такое магнитное поле
• 2 Правило буравчика для магнитных полей
• 3 Правило правой руки

Что такое магнитное поле

Все, наверное, знают что такое постоянные магниты — они «липнут» к железу и некоторым другим материалам. Если приблизить два магнита, то они будут притягиваться или отталкиваться — в зависимости от того, как мы их повернем друг относительно друга. Почему и за счет чего так происходит? За счет того, что вокруг магнитов создается магнитное поле. Оно возникает при движении заряженных частиц. Например, вокруг провода, по которому протекает электрический ток, есть магнитное поле. Оно слабое, но оно есть.

Магнитное поле нельзя увидеть, но можно ощутить

Постоянные магниты

Как же тогда с магнитами? Откуда в них магнитное поле, ведь в них нет направленного движения частиц? Все просто. В них магнитное поле создается зарядами частиц. Как известно, любой материал состоит из положительно и отрицательно заряженных частиц. В некоторых материалах частицы можно расположить так, чтобы положительные были сконцентрированы с одной стороны, отрицательные — с другой. Эти «две стороны» называют полюсами магнита. Отрицательный — северный, обозначается латинской буквой N и закрашивается обычно синим цветом, положительный называют «южный» и обозначается S, закрашивается в красный цвет.

Постоянные магниты и их виды

Причем, стоит помнить, что однополюсных магнитов не бывает. Всегда есть два полюса. Если есть у вас большой магнит, его можно распилить пополам. И вы получите два магнита меньшего размера с двумя полюсами. Если распилите их — получите еще более мелкие двухполюсные магнитики.

Постоянные магниты можно сделать далеко не из всех материалов. Для этих целей подходят всего три вещества: железо (Fe), никель (Ni) и кобальт (Co). Если их выдержать в магнитном поле, частицы «рассортируются» по полюсам, материал станет магнитом. Но не все будут долго сохранять эти свойства. По способности удерживать магнитные свойства, материалы разделают на магнитомягкие и магнитотвердые материалы. Первые быстро намагничиваются, но и быстро теряют свои свойства. К таким относится железо (не обработанное). Магнитотвердый материал — например, сталь — в магнитном поле надо выдерживать долго. Зато после «выдержки» он становится магнитом на значительный промежуток времени. Можете поэкспериментировать со стальными скрепками.

Что такое магнитное поле

Приближая магниты друг к другу, на некотором расстоянии вы начнете ощущать, как они притягиваются или отталкиваются. Чем ближе подносите, тем сильнее они взаимодействуют. Все потому, что вокруг них существует магнитное поле. И чем ближе к магниту, тем поле сильнее.  Причем выглядит это поле как округлые линии, которые выходят из северного полюса и «заходят» в южный.

Магнитное поле можно представить в виде линий

Почему так решили? А потому что можно эти линии увидеть «вживую». Для этого надо провести эксперимент. На лист фанеры положить магнит, насыпать вокруг мелких металлических опилок и лист фанеры немного потрусить. Металлические опилки расположатся именно так, как показано на рисунке ниже справа. Обратите внимание — чем ближе к магниту, тем опилок больше, чем дальше — тем меньше. Это потому что магнитное поле ослабевает по мере удаления.

Экспериментальное подтверждение: смотрим на магнитное поле и на взаимодействие полюсов

Опилки помогут понять и правила притяжения или отталкивания полюсов. На левом рисунке мы видим что происходит, если приблизить два противоположных полюса. Они притягиваются. Причем когда процесс завершится, картинка будет один в один как та, что справа. Как видите, они даже немного похожи.

Если поднести поближе два одноименных полюса — юг-юг или север-север — они будут отталкиваться. Это демонстрирует средний рисунок. И чем ближе их подносите, тем сильнее будет ощущаться противодействие.

Правило буравчика для магнитных полей

Речь шла о постоянных магнитах. У них все всегда понятно: где какой полюс и куда направлены линии магнитного поля — от северного полюса к южному. Но магнитное поле возникает и вокруг проводников, по которым течет ток. Просто оно слабое, так что даже если поднести два участка, по которым течет ток, особого притяжения или отталкивания мы не ощутим. Чтобы создать сильное электромагнитное поле, проводник накручивают вокруг какого-то сердечника. Это изделие называют соленоидом. Когда по нему течет ток, создается ощутимое магнитное поле. Но как направлены линии магнитного поля в электромагнитах? Где у них северный, где южный полюс? Вот это и выясняют с помощью правила буравчика.

Буравчик можно себе представить как обычный штопор с ручкой-перекладиной и витками, накрученными вправо. Чтобы закручивать такой штопор, ручку надо вращать вправо — по часовой стрелке. При этом острие штопора/буравчика продвигается вниз. Чтобы выкручивать его, надо рукоятку вращать влево — против часовой стрелки. Острие при этом движется вверх.

Правило буравчика для магнитного поля

С движением острия буравчика и направлением вращения рукоятки и связано определение направление магнитного поля. Вот как звучит правило буравчика (еще называют правило винта):

Если направление движения острия буравчика (винта) совпадает с направлением движения тока, то движение рукоятки буравчика укажет направление линий магнитного поля.

С ровными проводниками все просто. Представляете, вкручивать или выкручивать надо буравчик, получаете направление силовых линий. Если по условиям задачи есть только направление линий магнитного поля, при помощи правила буравчика можно установить направление тока. Для этого мысленно представляем, что ручка штопора крутится в указанном направлении. В зависимости от этого, определяем куда движется острие, а, значит, и куда течет ток.

Правило правой руки

Не всегда и не у всех с буравчиком «складывается». Некоторым людям сложно представить, как будет двигаться винт. В этом случае можно попробовать одну из его вариаций: правило правой руки. Для кого-то оно проще и наглядней. Вот как определять направление магнитного поля по правилу правой руки.

Если отогнуть большой палец правой руки и направить его в сторону течения тока, согнутые вокруг проводника пальцы, покажут направление движения магнитного поля.

Правило буравчика в другой интерпретации: правой руки для проводника (иллюстрация)

Внимание! Во время применения правила прикасаться к проводнику не надо. Все операции надо проделывать в собственном воображении, или на солидном расстоянии от реального проводника тока.

Правило правой руки для соленоида

Чем хорош этот вариант, так это тем что его легко применить и для соленоида. Направляем большой палец в том направлении, куда течет ток, и по остальным определяем направление магнитного поля. Все просто. С буравчиком так не получится.

По правилу правой руки определять также можно направление тока по имеющимся линиям магнитного поля. Пальцы располагаем вдоль этих линий, повернув их по движению. Отогнутый на 90° большой палец покажет направление тока.

Правило буравчика, правая и левая рука

Правило буравчика, правой руки и левой руки широко используется в физике. Мнемонические правила нужны для легкого и интуитивного запоминания информации. Обычно это применение сложных величин и понятий к предметам домашнего обихода и быта. Первым эти правила сформулировал физик Петр Буравчик. Это правило относится к мнемоническим и тесно связано с правилом правой руки, его задача определить направление осевых векторов при известном направлении основания. Так говорят энциклопедии, но мы расскажем об этом простыми словами, коротко и ясно.

• Расшифровка названия
• Как магнитное поле связано с буравчиком и руками
• Магнитное поле в соленоиде
• Определение направления тока бурильщиком
• Что связано с левой рукой
• выводы

Объяснение названия

Большинство людей помнят упоминание об этом из курса физики, а именно из раздела электродинамики. Произошло это не зря, ведь эту мнемотехнику часто дают учащимся для упрощения понимания материала. На самом деле правило буравчика применяется как в электричестве, для определения направления магнитного поля, так и в других разделах, например, для определения угловой скорости.

Под буравчиком понимается инструмент для сверления отверстий малого диаметра в мягких материалах, современному человеку привычнее будет привести для примера штопор.

Важно! Предполагается, что буравчик, винт или штопор имеют правую резьбу, то есть направление его вращения, при закручивании, по часовой стрелке, т.е. вправо.

В приведенном ниже видео представлена ​​полная формулировка правила буравчика, обязательно посмотрите, чтобы понять всю суть:

Как связано магнитное поле с буравчиком и руками

В задачах по физике, при изучении электрических величин часто приходится сталкиваться с необходимостью найти направление тока по вектору магнитной индукции и наоборот. Также эти навыки потребуются при решении сложных задач и расчетов, связанных с магнитным полем систем.

Прежде чем приступить к рассмотрению правил, хочу напомнить, что ток течет из точки с большим потенциалом в точку с меньшим. Можно сказать просто — ток течет от плюса к минусу.

Правило буравчика имеет следующий смысл: при завинчивании наконечника буравчика по направлению тока ручка будет вращаться в направлении вектора B (вектора линий магнитной индукции).

Правило правой руки работает так:

Поставьте большой палец так, как будто вы показываете «класс!», затем поверните руку так, чтобы направление тока и палец совпали. Тогда остальные четыре пальца совпадают с вектором магнитного поля.

Визуальный анализ правила правой руки:

Чтобы увидеть это нагляднее, проведите эксперимент — насыпьте на бумагу металлическую стружку, проделайте в листе отверстие и проденьте в него провод, после подачи на него тока вы увидите, что стружка группируется в концентрические круги.

Магнитное поле в соленоиде

Все сказанное верно для прямолинейного проводника, но что, если проводник намотан на катушку?

Мы уже знаем, что при обтекании проводника током создается магнитное поле, катушка — это проволока, многократно свернутая в кольца вокруг сердечника или оправки. Магнитное поле в этом случае усиливается. Соленоид и катушка по сути одно и то же. Главная особенность в том, что линии магнитного поля проходят так же, как и в ситуации с постоянным магнитом. Соленоид является управляемым аналогом последнего.

Правило правой руки для соленоида (катушки) поможет нам определить направление магнитного поля. Если взять катушку в руку так, чтобы четыре пальца смотрели в направлении протекания тока, то большой палец укажет на вектор В в середине катушки.

Если крутить буравчик по виткам, опять же по направлению тока, т.е. от вывода «+» к выводу «-» соленоида, то острый конец и направление движения магнитные вектор индукции.

Простыми словами — куда крутишь буравчик, туда и выходят линии магнитного поля. То же самое для одного витка (круговой проводник)

Определение направления тока бурильщиком

Если известно направление вектора В — магнитной индукции, то можно легко применить это правило. Мысленно двигайте буравчик по направлению поля в катушке острой частью вперед, соответственно, вращение по часовой стрелке вдоль оси движения покажет, куда течет ток.

Если проводник прямой — вращайте ручку штопора по указанному вектору, чтобы это движение было по часовой стрелке. Зная, что у него правая резьба, направление вкручивания совпадает с текущим.

Что связано с левой рукой

Не путайте буравчик и правило левой руки, необходимо определить силу, действующую на проводник. Выпрямленная ладонь левой руки располагается вдоль проводника. Пальцы показывают направление тока I. Линии поля проходят через раскрытую ладонь. Большой палец совпадает с вектором силы — в этом смысл правила левой руки. Эта сила называется силой Ампера.

Можно применить это правило к отдельной заряженной частице и определить направление 2-х сил:

1. Лоренца.
2. Ампер.

Представьте себе положительно заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле. Линии вектора магнитной индукции перпендикулярны направлению его движения. Нужно положить раскрытую левую ладонь пальцами по направлению движения заряда, вектор В должен проникнуть в ладонь, тогда большой палец укажет направление вектора Fa. Если частица отрицательна, пальцы смотрят против хода заряда.

Если в какой-то момент вы не поняли, в видео наглядно показано как пользоваться правилом левой руки:

Важно знать! Если у вас есть тело и на него действует сила, стремящаяся его повернуть, поверните винт в этом направлении, и вы определите, куда направлен момент силы. Если речь идет об угловой скорости, то дело обстоит так: при вращении штопора в том же направлении, что и тело, он будет завинчиваться в направлении угловой скорости.

находки

Овладеть этими методами определения направления сил и полей очень просто. Такие мнемонические правила в электричестве значительно облегчают задачи школьников и студентов. Даже полный чайник разберется с буравчиком, если хотя бы раз откроет вино штопором. Главное не забыть, куда течет ток. Повторюсь, что использование буравчика и правой руки чаще всего успешно применяется в электротехнике.

Напоследок рекомендуем посмотреть видео, благодаря которому вы сможете на примере понять, что такое правило буравчика и как его применять на практике:

Наверняка вы не знаете:

• Сопротивление проводника в зависимости от температуры
• Как стать электриком
• Что такое фаза, ноль и земля
• Электрические испытания

Опубликовано:
19.01.2018
Обновлено: 19.01.2018

1 Комментарий

Сандра: Сири-драма Гимлета с Алией Шокат в главной роли — подкасты недели | Подкасты

Griefcast Podcast

В недавнем выпуске своего подкаста на тему смерти комик Кариад Ллойд рассказала о том, как ужасно ее покойный отец говорил о смерти, и о том, как иронично ее собственное отношение к этой теме. Действительно, второй выпуск Griefcast, в котором она берет интервью у других комиксов об их потерях, такой же эмоциональный и проницательный, как и первый. Среди недавних гостей — ведущая Guilty Feminist Дебора Фрэнсис-Уайт и один из создателей пип-шоу Сэм Бэйн, тон которых находится между стендап-шоу и сеансом терапии. HJD

Сандра Подкаст

Новый триллер от Gimlet Media доступен для полного просмотра, и это звездное дело. Кристен Уиг озвучивает виртуальную помощницу Сандру, похожую на Alexa/Siri, в основе которой лежат реальные люди, а не технологии. Алия Шокат из Arrested Development — Хелен, новичок в команде операторов, которым платят за подслушивание клиентов. Учитывая, что ей поручают отвечать на вопросы о птицах, она переживает развод и пытается угодить своему требовательному боссу (Итан Хоук), у нее чертовски крутая работа. HV

Ваш выбор: меланхолия и медицинский смех место в первом ряду для задушевных разговоров о болезненные обстоятельства, которые иногда уникальны, но всегда связаны.

Неожиданная потеря моего 36-летнего брата из-за передозировки наркотиков была разрушительной. Гости 12 серии — сестра и мать гения комедии Харриса Виттельса; чья жизнь и смерть напоминали жизнь и смерть моего брата. Слушание было для меня катарсическим и терапевтическим, и если вам нужно хорошенько выплакаться, этот подкаст — идеальный катализатор. Однако будьте готовы. Вы могли бы в конечном итоге рыдать в школьной очереди без салфетки в поле зрения. Рекомендовано Эми Райли

Комедийная хирургия

Комедийная хирургия Эда Патрика — это идеальное сочетание медицинских открытий и веселых анекдотов. Эд — доктор медицины, и у него доступный стиль: его гости рассказывают уникальные истории, а я всегда узнаю что-то новое о своих любимых комиках, даже если раньше много раз слышал, как они разговаривают. Эпизоды с Элис Маршалл, Джо Лайсеттом и Джеймсом Акастером до сих пор являются яркими моментами. Есть юмор и понимание таких тем, как психическое здоровье и хронические заболевания, и мне очень нравятся игры и быстрые вопросы, которые придают шоу отличный темп. Рекомендовано Марком Годдардом

Выбор Guardian: небольшие изменения

Беженцы и мигранты прибывают на лодке на греческий остров Лесбос Фото: Арис Мессинис/AFP/Getty Images

Солнце, песок и тысячи беженцев: лесбосский волонтер

Айеша Келлер была в ужасе от обращения с беженцами в Европе и хотела изменить ситуацию. Она бросила работу и направилась на греческий остров Лесбос, где обнаружила пляжи, усыпанные брошенными спасательными жилетами, и переполненное официальное поселение беженцев. Тысячи людей, которые не смогли попасть в лагерь, ютились на промерзающих полях, без удобств, еды и крова. Келлер объединился с другими добровольцами, отправившимися в Грецию в связи с трагедией. Во время своего годичного пребывания она помогла собрать средства, создать и управлять транзитным лагерем в оливковых рощах местного фермера. Это еще один выпуск «Маленьких изменений», нашей серии интервью с людьми, которые увидели проблему в мире и решили изменить ее — часто небольшими и неожиданными способами.