Недавно здесь обсуждали вопросы индукции и всяких там магнитных полей в витках проводников. И я решил вспомнить теорию, и заглянул в любимую всеми свободную энциклопедию, где наткнулся на любопытное определение правила Буравчика:
«Вариант мнемонического правила для определения направления векторного произведения и тесно связанного с этим выбора правого базиса в трёхмерном пространстве, соглашения о положительной ориентации базиса в нём, и соответственно — знака любого аксиального вектора, определяемого через ориентацию базиса».
Согласитесь, неподготовленному человеку такая формулировка ни о чём не говорит. Попробуем всё-таки разобраться с этим правилом, используя более простые определения и понятия.
Немного теории
Важно! Здесь необходимо отметить, что линии магнитного поля будут направлены в строго определённую сторону и никогда в обратную – это аксиома.
Итак, зная направление тока, мы можем точно сказать, в какую сторону будет направлен вектор магнитного поля и наоборот. Но это лишь в том случае, если мы держим такую картинку перед собой или хорошо её помним. Но, оказывается, никаких картинок запоминать не нужно, поскольку существует простое мнемоническое правило, помогающее в определении направления векторов. Называется это правило правилом Буравчика.
Правило Буравчика
Итак, перед нами классический буравчик или штопор. Начнём вворачивать его в древесину (пробку бутылки). Вращаем ручки, устройство медленно движется вперёд, погружаясь в материал. Так вот, если направление движения конца штопора будет совпадать с направлением движения тока в проводнике, то направление вращения рукояток будет соответствовать направлению линий магнитного поля вокруг этого проводника.
Важно! Используя это правило, необходимо учитывать, что гипотетический буравчик, которым мы пользуемся, имеет обычную правую резьбу.
Правило правой руки
С буравчиком разобрались, всё очень просто и легко запоминается. Но только в том случае, если мы отлично ориентируемся в том, как движется буравчик (штопор, болт, шуруп и т.п.) и в какую сторону его нужно крутить. Если человек путает направления вращения устройств с резьбой, то это мнемоническая подсказка будет мало полезной.
Но есть ещё одно мнемоническое правило, которое поможет определить вектор магнитных силовых линий. Это правило правой руки. Обхватим проводник пальцами правой руки так, чтобы отогнутый большой палец указывал направление движения тока в этом проводнике. Тогда остальные 4 пальца нам укажут направление вращения магнитного поля.
Это правило – практически аналог правила Буравчика, но пользоваться им намного проще – главное не спутать правую руку с левой.
Вот мы и разобрались с правилами, помогающими быстро и безошибочно определить направление вращения магнитного поля вокруг проводника, по которому течёт постоянный ток. Вполне очевидно, что эти правила имеют и обратную силу. Зная направление линий магнитного поля, легко определить в какую сторону течёт ток. Ничего сложного – всё просто и наглядно.
p.s. Скорее правильнее будет не «направление линий магнитного поля», а «направление линий магнитной индукции», но сути это не меняет, просто так проще воспринимать.
Алексей Бартош специально для ЭТМ