Wat is een boorregel?

Aan iemand die elektrotechniek als hun eigen heeft gekozenhet hoofdberoep, enkele van de basiseigenschappen van de elektrische stroom en de bijbehorende magnetische velden zijn zeer goed bekend. Een van de belangrijkste hiervan is de regel van de Gimlet. Aan de ene kant is het vrij moeilijk om deze regelwet te noemen. Het is juister om te zeggen dat dit een van de fundamentele eigenschappen van elektromagnetisme is.

Wat is de boorregel? Definitie bestaat weliswaar, maar voor een vollediger begrip is het de moeite waard om de basisbeginselen van elektriciteit te onthouden. Zoals bekend is, zelfs uit de natuurkunde van de school, is de elektrische stroom de beweging van elementaire deeltjes die een elektrische lading op enig geleidend materiaal dragen. Meestal wordt het vergeleken met de interatomaire beweging van valentie-elektronen, die door een externe actie (bijvoorbeeld een magnetische puls) een energiegedeelte ontvangen dat voldoende is om hun vaste baan in het atoom te verlaten. Laten we een mentaal experiment doen. Hiervoor hebben we de belasting, de bron van de EMF en de geleider (draad) nodig, die alle elementen in één gesloten circuit verbindt.

De bron creëert een richtingde beweging van elementaire deeltjes. Tegelijkertijd werd al in de 19e eeuw opgemerkt dat rond een dergelijke geleider een magnetisch veld verscheen dat in de ene of andere richting ronddraaide. De regel van de boor kan worden gebruikt om de draairichting te bepalen. De ruimtelijke configuratie van het veld is een soort buis, in het midden waarvan de geleider zich bevindt. Het lijkt erop: wat een verschil, hoe dit gegenereerde magnetische veld zich gedraagt! Zelfs Amper wees er echter op dat twee geleiders met de huidige op elkaar inwerken met hun magnetische velden, elkaar afstoten of aantrekken, afhankelijk van de draairichting van hun velden. Later, op basis van een reeks experimenten, heeft Ampere zijn wet van interactie geformuleerd en onderbouwd (hij ligt overigens ten grondslag aan het werk van elektromotoren). Het is duidelijk dat, zonder de regel van de boor te kennen, het heel moeilijk is om te begrijpen wat er gebeurt.

In ons voorbeeld is de huidige richting bekend - van"+" Naar "-". Het kennen van de richting maakt het gemakkelijk om de regel van de oefening te gebruiken. Mentaal beginnen we het rechterboringgat in de geleider (erlangs) te schroeven, zodat de resulterende translatiebeweging co-axiaal is met de richting van de stroom. In dit geval valt de draaiing van de hendel samen met de rotatie van het magnetische veld. U kunt een ander voorbeeld gebruiken: schroef de gebruikelijke schroef (bout, schroef).

Deze regel kan een beetje worden gebruiktanders (hoewel de hoofdbetekenis hetzelfde is): als je mentaal je rechterhand wikkelt met een stroom zodat de vier gebogen vingers de richting aangeven waarin het veld roteert, dan zal de gebogen duim de richting aangeven van de stroom die door de geleider stroomt. Dienovereenkomstig is het omgekeerde ook waar: door de richting van de stroom te kennen, de draad te "wikkelen", kan men de richting van de rotatievector van het gecreëerde magnetische veld kennen. Deze regel wordt actief gebruikt bij de berekening van inductoren, waarbij het, afhankelijk van de richting van de beurten, mogelijk is om de stroming te beïnvloeden (zo nodig een tegenstroom te creëren).

De wet van de doorn laat ons toe om te formulerengevolg: als de rechterhand zodanig wordt geplaatst dat de spanningslijnen van het opgewekte magnetische veld erin komen en vier rechtgetrokken vingers wijzen op de bekende bewegingsrichting van geladen deeltjes in de geleider, dan zal de duim gebogen over 90 graden de richting aangeven van de krachtvector die op de geleider drukt. geleider bias. By the way, deze kracht zorgt voor een koppel op de as van een elektrische motor.

Zoals je kunt zien, zijn er nogal wat manieren om de bovenstaande regel te gebruiken, daarom is de belangrijkste "moeilijkheid" de keuze van elke persoon om het te begrijpen.