右手定則 - 物理學(xué)定則
電磁學(xué)中,右手定則判斷的主要是與力無(wú)關(guān)的方向的一個(gè)物理學(xué)法則。如果是和力有關(guān)的則全依靠左手定則。即,關(guān)于力的用左手,其他的(一般用于判斷感應(yīng)電流方向)用右手定則。(這一點(diǎn)常常有人記混)
可以發(fā)現(xiàn)“力”字向左撇,就用左手;而“電”字向右撇,就用右手)記憶口訣:左通力右生電。可以用右手的手掌和手指的方向來(lái)記憶導(dǎo)線切割磁感線時(shí)所產(chǎn)生的電流的方向,即:伸開(kāi)右手,使拇指與其余四個(gè)手指垂直,并且都與手掌在同一平面內(nèi);讓磁感線從手心進(jìn)入,并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)方向,這時(shí)四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。這就是判定導(dǎo)線切割磁感線時(shí)感應(yīng)電流方向的右手定則。
簡(jiǎn)介
右手定則
right-hand?rule
確定在外磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)線內(nèi)感應(yīng)電流方向的定則。又稱(chēng)發(fā)電機(jī)定則。右手平展,大拇指與其余四指垂直,若磁力線垂直進(jìn)入手心,大拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)方向,則四指所指方向?yàn)閷?dǎo)線中感應(yīng)電流的方向。
電磁感應(yīng)中,感應(yīng)電流的方向可用右手定則和楞次定律來(lái)判定。一般的教科書(shū)和參考資料上都說(shuō):右手定則適用于閉合回路的一部分導(dǎo)體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況,而楞次定律不僅適用于導(dǎo)體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況,也適用于導(dǎo)體不切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況,它比右手定則更有普遍性。
材料力學(xué)中,右手螺旋定則是用來(lái)斷定扭矩的正負(fù)號(hào)。將扭矩表示為矢量,四指彎向表示扭矩的轉(zhuǎn)向,則大拇指的指向?yàn)榕ぞ厥噶康姆较?,離開(kāi)橫截面的扭矩為正;反之為負(fù)。
操作方法
右手平展,使大拇指與其余四指垂直,并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)。把右手放入磁場(chǎng)中,若磁感線垂直進(jìn)入手心(當(dāng)磁感線為直線時(shí),相當(dāng)于手心面向N極),大拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)方向,則四指所指方向?yàn)閷?dǎo)線中感應(yīng)電流(感生電動(dòng)勢(shì))的方向。
右手螺旋定則:用右手握螺線管。讓四指彎向螺線管的電流方向,大拇指所指的那一端就是通電螺線管的北極。直線電流的磁場(chǎng)的話,大拇指指向電流方向,另外四指彎曲指的方向?yàn)榇鸥芯€的方向(磁場(chǎng)方向或是小磁針北極所指方向或是小磁針受力方向)
計(jì)算方法
電流元I1dι對(duì)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(chǎn)生的磁場(chǎng)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(chǎng)B中受到的作用力df(即上述df12)為:
df?=?Idι?×?B
運(yùn)用
確定在外磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)線內(nèi)感應(yīng)電流方向的定則,又稱(chēng)發(fā)電機(jī)定則。也是感應(yīng)電流方向和導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向、磁力線方向之間的關(guān)系判定法則。做握手狀適用于發(fā)電機(jī)手心為磁場(chǎng)方向大拇指為物體運(yùn)動(dòng)方向手指為電流方向~~`?確定導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)在導(dǎo)體中產(chǎn)生的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)方向的定則。右手定則的內(nèi)容是:伸開(kāi)右手,使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi),把右手放入磁場(chǎng)中,讓磁感線垂直穿入手心,大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向,則其余四指指向動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的方向。動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的方向與產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向相同。右手定則確定的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的方向符合能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。右手定則也可以視為楞次定律的一種特殊情況。
應(yīng)用時(shí)注意事項(xiàng)
應(yīng)用右手定則時(shí)要注意對(duì)象是一段直導(dǎo)線(當(dāng)然也可用于通電螺線管),而且速度v和磁場(chǎng)B都要垂直于導(dǎo)線,v與B也要垂直,右手定則能用來(lái)判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向,如用右手發(fā)電機(jī)定則判斷三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向。產(chǎn)生右手定則的原因在于,電,磁,質(zhì)量構(gòu)成的三維,右手定則代表電維,磁維,質(zhì)量信息梯度維在區(qū)分右手定則與左手定則的問(wèn)題上,有四字口訣:左力右感。
發(fā)現(xiàn)人
約翰·安布羅斯·弗萊明(John?Ambrose?Fleming)(1864年11月29日~1945年4月18日),英國(guó)電機(jī)工程師、物理學(xué)家。以在發(fā)現(xiàn)右手定則、發(fā)明二極管、真空管而聞名。膝下無(wú)子女,死后將大部分不動(dòng)產(chǎn)捐給基督教慈善機(jī)構(gòu),用于幫助窮人。
