Виток проволоки, помещённый в магнитное поле (рис. 303), повернулся по ходу часовой стрелки вокруг горизонтальной оси АВ. Определите полюсы источника тока.
рис. 303
Если поместить прямоугольную рамку в магнитное поле и пропустить по ней электрический ток, то рамка повернётся, потому, что на стороны рамки действует сила Ампера. Так как рамка развернулась по часовой стрелке, то на левое звено рамки действует сила Ампера, направленная вверх, а на правое звено − сила Ампера, направленная вниз. По правилу левой руки определим направление движение тока (справа налево). Так как ток течет от клеммы с положительным полюсом к клемме с отрицательным полюсом, то справа расположен положительный полюс аккумулятора, слева − отрицательный.
Для решения задачи, необходимо рассмотреть физические принципы, связанные с действием магнитного поля на проводник с током, а также определить направление сил и токов в системе.
Магнитное поле и его взаимодействие с током
Магнитное поле создаётся магнитами и характеризуется направлением от северного (N) полюса к южному (S). Если проводник с током помещён в магнитное поле, то на него действует сила Лоренца. Направление этой силы определяется по правилу левой руки, если известны направления магнитного поля и тока в проводнике.
Правило левой руки
Согласно правилу левой руки, если расположить руку так, чтобы магнитные линии входили в ладонь, а четыре пальца совпадали с направлением тока в проводнике, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы, действующей на проводник.
Момент силы и вращение витка
Если виток проволоки с током размещён между полюсами магнита, на его стороны действует сила Лоренца. Эти силы создают моменты, которые заставляют виток вращаться. Определение направления вращения витка проводится с учётом того, что противоположные стороны рамки испытывают силы Лоренца, направленные в разные стороны.
Направление тока в витке
Ток, протекающий через виток проволоки, создаёт магнитное поле вокруг него. Если известно направление тока и конфигурация магнитного поля, необходимо определить, каким образом взаимодействие магнитного поля магнита и магнитного поля витка приводит к вращению витка по часовой стрелке.
Вывод о полюсах источника тока
Поскольку направление тока в витке связано с подключением источника питания, то для определения полюсов источника нужно учитывать:
На практике, для решения задачи потребуется:
− определить направление магнитного поля между полюсами магнита (от N к S);
− установить, как ток в каждой части витка взаимодействует с магнитным полем;
− из этого понять, какие полюсы у источника тока обеспечивают такое направление движения витка.
Используя указанные теоретические положения, можно определить полюсы источника тока, обеспечивающие заданное движение витка.
Пожауйста, оцените решение
