Нахождение направления магнитной силы, действующей на проводник

Что ж, у меня есть способ запомнить, что если вы живете в Великобритании, вы всегда ведете свой мотор слева!

Схема правильная - она ​​показывает, какая сила будет действовать со стороны внешнего магнитного поля на проводник с током. Направление силы определяется из правила левой руки: растопырить большой и первые два пальца так, чтобы они находились под прямым углом друг к другу; Первый палец представляет направление магнитного поля, второй палец представляет (обычное) течение тока, а большой палец указывает направление движения (иначе говоря, направление, в котором сила действует на носитель тока).

Поле, создаваемое током в проводнике, не имеет значения для этой задачи.

Изображение, которое вы связали, показывает нам, как найти магнитное поле, связанное с длинным проводом с током. Но нас интересует не поле, создаваемое проводом, а поле, которое испытывает провод. Поля, которые создает заряженная частица, сами на себя не влияют (см., пожалуй, этот вопрос ). Итак, все, о чем нам нужно беспокоиться, это: какова природа внешнего поля (которое создается постоянным магнитом, обозначенным буквами N и S, показанными пунктирными линиями), и в каком направлении течет ток? Фундаментальный закон, управляющий тем, как магнитные поля воздействуют на токи, звучит так:

Если вы еще не встречались с векторным векторным произведением, не волнуйтесь. Это уравнение говорит о двух вещах. Во-первых, в нем говорится, что величина силы, действующей на движущиеся по проводу заряженные частицы, равна

где$\theta$угол между направлением тока и направлением магнитного поля. Надеюсь, вы видите на схеме, что$\theta = 90$градусов. Во-вторых, в нем говорится, что направление силы перпендикулярно как направлению тока, так и направлению магнитного поля.

Это оставляет некоторую двусмысленность в отношении того, направлена ​​ли сила вверх или вниз, но выбор является просто вопросом соглашения. Однажды где-то кто-то решил, что векторное векторное произведение должно быть «правосторонним». Следовательно, существуют различные «правила правой руки», которые помогут вам выбрать правильное направление. Я использую такой: вытяните правую руку плашмя с вытянутым большим пальцем. Совместите четыре пальца с первым вектором векторного произведения (в данном случае текущий$\vec{I}$). Затем поверните руку так, чтобы ладонь была направлена ​​вперед под наименьшим возможным углом, чтобы ваши четыре пальца были выровнены со вторым вектором. Вы обнаружите, что вам, возможно, придется перевернуть руку, чтобы сделать это. Направление вашего большого пальца — это направление результирующего вектора. Признаюсь, это может показаться запутанным, но передать что-то подобное словами сложно, а на самом деле правило довольно простое.