Правило правой руки вокруг провода
Смотри на провод с торца. Меняй ток и точку наблюдения; касательная показывает B.
Схему можно прокрутить вбок. Все значения повторены в расчёте ниже.
Дополнительная численная модель длинного прямого провода в вакууме: B = μ₀|I|/(2πr), μ₀ ≈ 4π·10⁻⁷ Гн/м. Положительный обход — против часовой стрелки.
Вектор B: направление и модуль
Магнитная индукция B⃗ — векторная характеристика магнитного поля. Единица — тесла. Направление в точке совпадает с направлением северного полюса маленькой магнитной стрелки, если её влияние на поле пренебрежимо мало.
Магнитная индукция B и явление электромагнитной индукции — разные понятия. Первое характеризует поле, второе связано с возникновением ЭДС при изменении магнитного потока.
| Термин | Смысл |
|---|---|
| Магнитная индукция B⃗ | Векторная характеристика поля |
| Линия индукции | Касательная показывает B⃗ |
| Электромагнитная индукция | Явление возникновения ЭДС при изменении потока |
Слово «индукция» в названии величины и явления имеет разный смысл.
Направлен ли северный конец стрелки вдоль силы, тянущей её целиком?
Он ориентируется по полю благодаря моменту сил; это не обязательно направление движения центра стрелки.
Прямой ток: правило правой руки
Если обхватить прямой проводник правой рукой так, чтобы большой палец указывал направление условного тока, согнутые пальцы покажут направление линий B. Эти линии окружают проводник концентрическими окружностями.
Для тока к наблюдателю, обозначенного точкой ⊙, поле идёт против часовой стрелки. Для тока от наблюдателя, обозначенного крестом ⊗, — по часовой стрелке. Всегда фиксируй, с какой стороны смотришь.
Большой палец
По условному току
Согнутые пальцы
По линиям магнитного поля
Смена тока
Обращает направление поля
Правило правой руки связывает направление тока и обход линий поля.
Почему для металла берут направление тока, а не электронов?
Условное направление тока противоположно дрейфу электронов. Правило сформулировано именно для условного тока.
Железные опилки около полосового магнита
Железные опилки помогают увидеть структуру поля, но не изображают отдельные материальные нити. По одному рисунку без масштаба нельзя вычислить B.
MikeRun, Vera Wurmsdobler · CC BY-SA 4.0 · Источник. Без изменений.
Изображение временно недоступно. Ссылка на источник находится выше.
Схема магнитного поля катушки
У катушки линии внутри и снаружи продолжают друг друга. Их направление связывают с направлением тока.
Geek3 · CC BY-SA 3.0 · Источник. Без изменений.
Изображение временно недоступно. Ссылка на источник находится выше.
Катушка и магнит: замкнутые линии
Линии магнитного поля не начинаются и не заканчиваются на отдельных полюсах. В схемах магнита или витка их показывают замкнутыми; часть линии может находиться за пределами рисунка. Вне полосового магнита они идут от N к S, внутри — от S к N. Отдельного начала или конца, подобного электрическому заряду, у них нет.
У катушки направление поля внутри определяют правой рукой: пальцы по току в витках, большой палец по B внутри и к северному торцу. Разрезание магнита не создаёт отдельный северный полюс; получаются новые магниты с двумя полюсами.
Вне магнита
N → S
Внутри магнита
S → N
Вокруг прямого тока
Замкнутые окружности
Магнитные линии не начинаются на N и не заканчиваются на S: они продолжаются внутри магнита.
Какой торец катушки является северным при токе против часовой стрелки на видимом торце?
Поле выходит из этого торца к наблюдателю, поэтому он северный.
Чтение схемы: точка и крест
Точка изображает острие стрелки, направленной к наблюдателю; крест — её хвост, уходящий от наблюдателя. Это могут быть обозначения B, тока или скорости, поэтому подпись величины обязательна.
Интерактив позволяет менять ток и положение точки наблюдения вокруг провода. Касательная стрелка показывает локальное направление B. Дополнительный расчёт B = μ₀|I|/(2πr) относится к длинному прямому проводу в вакууме и показывает спад поля с расстоянием.
| Знак | Направление |
|---|---|
| ⊙ | Из плоскости к наблюдателю |
| ⊗ | В плоскость от наблюдателя |
| Касательная к окружности | Направление B вокруг прямого тока |
Пространственные символы читают вместе с подписью величины.
Почему стрелка поля не направлена радиально от провода?
Линии B вокруг прямого тока являются окружностями; радиальное направление характерно для другого примера — электрического поля точечного заряда.
Шесть выводов
Тест · 10 вопросовОдин правильный ответ в каждом вопросе
Сначала изучи модель и конспект. За каждый верный ответ — 0,5 балла, максимум — 5. После проверки откроются пояснения.
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Физика, 10 класс», § 28. Тема и содержание сверены с файлом «10 класс. Физика — § 28. Индукция магнитного поля.pdf». Объяснения, расчётные примеры и модели подготовлены для этого конспекта. Дополнительные зависимости в моделях отмечены отдельно.
Изображения загружаются непосредственно из интернета. Авторство и лицензии указаны под каждой иллюстрацией. Размеры и цвета учебных схем условны; ограничения каждой модели указаны рядом.