电磁感应现象在自然界中无处不在,其应用广泛到电机、继电器、磁悬浮等众多领域。自1820年丹麦物理学家奥斯特发现电流的磁效应以来,电磁学的大门便被缓缓推开。
电磁学中涉及到的定律、定则繁多,有的深奥,有的简单。但对于我们普通人而言,常用的无非就是左手定则、右手定则、楞次定律与右手螺旋定则。这些定则都是用来判断物理现象或物理量的方向。
电动机之所以能够转动,是因为转子受到了电磁力的作用。电磁力,顾名思义,源于电,是一种由运动电荷或载流导体在磁场中受到的力。这里的磁场可以是电磁铁产生的,也可以是运动电荷(或电流)产生的。
左手定则专为判断电磁力方向而设。对于载流导体所受的安培力,使用左手定则时,将左手掌摊平,四指并拢,与拇指成90°角,掌心面向n极(让磁力线垂直穿过掌心),四指方向代表电流方向(或正电荷运动方向),拇指的指向即为电磁力方向。
对于运动电荷所受的洛伦兹力,同样可以使用左手定则。将左手掌摊平,其他步骤与判断安培力时相同,拇指的指向即为洛伦兹力方向。若运动电荷带负电,如自动电子,四指的指向为电荷运动方向的反方向,此时拇指指向即为洛伦兹力的反方向。
而右手定则主要用于判断电的方向。例如,在电动机中,转子的电流是由导条切割磁力线产生的,其方向便是由右手定则确定的。使用右手定则时,将右手掌摊平,四指并拢且与拇指成90°角,使磁力线从掌心穿过(掌心面向n极),拇指指向导体运动方向,那么四指指向便是感应电流(或感应电动势)的方向。
在使用右手定则时,需注意几点:拇指指向的是导体运动方向,而非磁力线运动方向;四指指向的是感应电动势的方向;即使导体与磁场间有相对运动,也不一定会产生感应电动势。
为了帮助大家更好地记忆左手定则和右手定则的使用情景,我给大家一个小技巧:“力”字的一撇是撇向左边的,所以用左手定则判断“力”的方向;“电”字的竖弯钩是弯向右边的,因此用右手定则判断“电”的方向。希望这个小技巧能帮助大家更好地记忆和应用这两个定则。
本次的知识分享就到这里,希望对大家有所帮助。感谢大家的阅读与聆听。