左手定則、右手定則傻傻分不清?
饒等
發(fā)布于2021-07-29 13:55
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標(biāo)簽:電磁感,電工基礎(chǔ),新手攻略
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電磁感應(yīng)現(xiàn)象無無處不在,其應(yīng)用也非常廣泛,如電機、繼電器、磁懸浮……電與磁相伴相隨,從1820年丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)開始,電磁學(xué)的大門從此被打開。
與電磁學(xué)相關(guān)的定律、定則很多,有的很難,有的很簡單,但對于我們普通人而言,常用到的不外乎就那幾個,即左手定則、右手定則、楞次定律與右手螺旋定則。
左手定則、右手定則、楞次定律與右手螺旋定則都是用于判斷方向的,但所判斷的物理量卻非同一個,接下來就讓我來給大家捋一捋左手定則和右手定則的關(guān)系吧!
一、左手定則
電動機能夠轉(zhuǎn)動,靠的是轉(zhuǎn)子所受到電磁力的作用,所謂電磁力,顧名思義,得先有電,才有力。簡單來說,是指運動電荷或載流導(dǎo)體在磁場中所受到的力。注意,這里的磁場,可以是電磁鐵產(chǎn)生的磁場,也可以是運動電荷(或電流)產(chǎn)生的磁場。
而左手定則,則是用來判斷電磁力方向的方法,包括宏觀上載流導(dǎo)體所受的安培力和微觀上運動電荷所受的洛倫茲力。換言之,電磁力包括安培力和洛倫茲力。
關(guān)于載流導(dǎo)體所受的安培力,左手定則內(nèi)容如下:將左手掌攤平,四指并攏,并與拇指成90°角,掌心面正對N極(或者說讓磁力線垂直穿過掌心),四指方向表示電流方向(或正電荷運動方向),拇指的指向即為電磁力方向,如圖1-1所示。
圖1-1
同理,關(guān)于運動電荷所受的洛倫茲力,左手定則內(nèi)容如下:將左手掌攤平,掌心面正對N極,四指并攏,并與拇指成90°角,四指表示正電荷運動方向,則拇指的指向即為洛倫茲力方向,如圖1-2所示。顯然,若運動電荷帶負電,如自動電子,四指仍為電荷運動方向,但此時的拇指指向為洛倫茲力的反方向。
圖1-2
另外,圖1-2中的“×”表示磁力線方向由紙面向里,若將“×”變成“·”,則表示磁力線由紙面向外。
結(jié)合安培力和洛倫茲力,可以發(fā)現(xiàn),安培力其實就是大量運動電荷受到洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。載流導(dǎo)體之所以有電流,是因為其內(nèi)部有大量電荷作定向移動,這些定向移動的電荷處于磁場中,每一個都會受到洛倫茲力的作用,此時對于導(dǎo)體而言,其受到的合力即為安培力,使得導(dǎo)體發(fā)生移動。
左手定則用于判斷力的方向,而右手定則則用來判斷電的方向。
二、右手定則
根據(jù)上文,電動機轉(zhuǎn)子能轉(zhuǎn)動,是因為受到電磁力的作用,而能受電磁力作用的前提是,必須要有電流。但對于某些電動機轉(zhuǎn)子,例如鼠籠式轉(zhuǎn)子,我們是沒有對其通電的,那么問題來了,這些轉(zhuǎn)子的電流是從哪里來的呢?其電流方向又是怎樣的?
其實答案很簡單,轉(zhuǎn)子的電流是由導(dǎo)條切割磁力線產(chǎn)生,其方向由右手定則確定。右手定則內(nèi)容如下:將右手掌攤平,四指并攏且與拇指成90°角,使磁力線從掌心穿過(掌心面向N極),拇指指向?qū)w運動方向,四指指向即為感應(yīng)電流(感應(yīng)電動勢)方向,如下圖1-3所示。
圖1-3
在右手定則中,有幾點大家一定要注意:
1、拇指指向?qū)w運動方向,而不是磁力線(磁場)運動方向。就好比電動機在起動時,轉(zhuǎn)子是不動的,換言之,轉(zhuǎn)子導(dǎo)條是靜止的,但此時由定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子導(dǎo)條之間有相對運動,根據(jù)相對運動含義,靜止導(dǎo)條相對于旋轉(zhuǎn)磁場的運動方向,為磁場旋轉(zhuǎn)的反方向,如下圖1-4所示。
圖1-4
2、四指指向是感應(yīng)電動勢方向,當(dāng)導(dǎo)體與外電路閉合時,才會有感應(yīng)電流,且感應(yīng)電流方向與感應(yīng)電動勢方向一致。眾所周知,電動勢方向與電壓方向相反,所以,感應(yīng)電流方向與感應(yīng)電動勢方向一致,就相當(dāng)于感應(yīng)電流方向與感應(yīng)電壓方向相反。這很好理解,運動導(dǎo)體在磁場中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,那么它就相當(dāng)于一個電(壓)源,對于一個電源而言,其電流本來就是從電源的負極經(jīng)電源本身流到正極。
3、并不是導(dǎo)體與磁場間有相對運動,就一定會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。根據(jù)右手定則,磁力線是垂直穿過掌心面的,如圖1-5(2)所示。若導(dǎo)體運動方向與磁力線方向平行,那么右手定則就無法應(yīng)用,因為此時導(dǎo)體不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,如下圖1-5(1)所示。
圖1-5
對于第3點內(nèi)容,可能有的讀者這樣理解,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件是導(dǎo)體切割磁力線,若導(dǎo)體沿磁力線方向運動,顯然不會產(chǎn)生切割,所以也就不會產(chǎn)感應(yīng)電動勢。這樣理解也是可以的。
另外,一根導(dǎo)體切割磁力線會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,那么具有多匝導(dǎo)線的電感線圈切割磁力線,顯然也會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,但這時的感應(yīng)電動勢方向用右手定則判斷是不容易的,宜采用楞次定律與右手螺旋定則進行判斷。關(guān)于楞次定律與右手螺旋定則的更多內(nèi)容,在此我就不展開講解,大家想知道的,可以留言評論,多的話我下次可以寫一篇相關(guān)的文章。
總而言之,左手定則與右手定則都是用于電磁感應(yīng)現(xiàn)象中判斷方向的,但大家往往會因什么時候該用哪個定則而抓耳撓腮,哪怕我在這篇文章中詳細的講解了這兩個定則,你們可能過幾天就忘了。
為了方便大家記憶,我在這里順便給大家講一個小技巧(其實是我老師教我的技巧):左手定則用于“力”的判斷,“力”字的一撇是撇向左邊的,所以用左手定則;右手定則用于“電”的判斷,“電”字的豎彎鉤是彎向右邊的,所以用右手定則。
好啦,這次的知識分享就到這里,感謝大家的閱讀。
(技成培訓(xùn)網(wǎng)原創(chuàng),作者:楊思慧,未經(jīng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載,違者必究)
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