Правила электромагнетизма: мнемоника для тока, силовых линий и полюсов

1. Правила для определения направления отклонения магнитной стрелки прямым током.1) Правило Ампера. Если представить себе человека, плывущего по направлению тока (причём лицо человека обращено к магнитной стрелке), то северный полюс стрелки отклонится в сторону левой руки или южный —в сторону правой.

2) Правило правой руки. Если положить правую руку ладонью на проводник так, чтобы ток тёк по направлению от ладони к концам пальцев, то северный полюс стрелки отклонится в сторону большого пальца, отведённого от других пальцев (рис. 101-102).

Рис. 101-102. Правило правой руки

2. Правила для определения направления силовых линий прямого тока. 1) Условные обозначения направления тока на поперечном сечении проводника. Если представить себе стрелу с оперением, лежащую внутри проводника и расположенную по направлению тока, то наблюдатель видит оперение стрелы (х), когда ток течёт от него, и остриё (∙), когда ток течёт к наблюдателю (рис. 10З).

Рис. 103. Условные обозначения тока на поперечном сечении проводника

2) Правило часовой стрелки. Если ток течёт от наблюдателя (х), то магнитные силовые линии прямого тока имеют направление движения часовой стрелки. Если ток течёт к наблюдателю (∙), то силовые линии направлены против движения часовой стрелки (рис. 104).

Рис. 104. Правило часовой стрелки для определения направления силовых линий по направлению тока

3) Правило штопора или винта. Если вращать винт с правой резьбой или штопор так, чтобы они в своём поступательном движении перемещались в направлении прямого тока, то направление вращения покажет направление магнитных силовых линий (рис. 105).

Рис. 105. Правило штопора и винта

4) Правило охвата рукой. Если правой рукой охватить провод, расположив большой палец по направлению тока, то пальцы укажут направление силовых линий (рис. 106).

Рис. 106. Правило охвата правой рукой

5) Модель для определения направления магнитных силовых линий прямого тока, изображённая на рисунке 107, весьма полезна для демонстрации в целях лучшего закрепления в памяти правил 1-3. Стрелку (l = 40-60 см) делают из тонкой клеёной фанеры и при помощи тонких проволок а укрепляют на ней кольцо из картона или, лучше, жести. На кольце рисуют стрелки или прикрепляют только острия от них, показывающие направление силовых линий. Модель в целях наглядности окрашивают яркими красками; поддерживающие кольца проволоки а для незаметности делают чёрными.

Рис. 107. Модель для определения направления силовых линий прямого тока

3. Правила для определения полюсов катушки (соленоида) и направления тока в ней. 1) Правило плывущего человека. Если представить себе человека, плывущего по направлению тока (лицом к проводнику), то северный полюс катушки будет находится слева (рис. 108).

Рис. 108. Правило плывущего человека для определения полюсов катушки

2) Правило охвата рукой. Если охватить катушку правой рукой, по направлению тока, то большой палец укажет направление силовых линий (рис. 109).

Рис. 109. Правило охвата правой рукой

3) Правило часовой стрелки. Если смотреть на торец (поперечное сечение) катушки по направлению магнитных силовых линий, то направление тока совпадает с направлением движения часовой стрелки.

Для определения полюсов катушки по току это правило может быть сформулировано так: если наблюдатель смотрит на торец катушки и видит, что ток в обмотке течёт по направлению часовой стрелки, то к наблюдателю обращён южный полюс S катушки.

Рис. 110. Правило букв для определения полюсов катушки

4) Правило букв. Буквы N и S, написанные, как показано на рисунке 110, со стрелками на концах образующей их линии, могут служить для определения полюсов катушки по току или направления тока в обмотке по полюсам.

Сведения об авторе и источнике:

Автор: Д. Д. Галанин, Е. Н. Горячкин, С. Н. Жарков, А. В. Павша, Д. И. Сахаров

Источник: Физический эксперимент в школе, том IV «Электричество»