Давайте разбираться на основании чего строиться правило буравчика (правило винта). Формулировка правила буравчика (винта) для магнитной индукции известна всем: «Если направление поступательного движения буравчика (винта) совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции поля, создаваемого этим током».
А вот природа правила известна только моим подписчикам, потому что они самые умные и любопытные. Как известно правило буравчика является мнемоническим правилом, а это значит, что это правило построено на ассоциации (замене объектов и фактов на понятия и представления). Представляем буравчик (штопор), который имеет правую резьбу и используем в науке. ☹
Используем, чтобы по направлению тока определять направление линий магнитного поля, и обратно по направлению линий магнитного поля определять направление тока.
Секрет в том, что силовые линии магнитного поля вокруг проводника не круговые и не замкнутые и не лежат в плоскости сечения проводника, а имеют спиралевидную форму. Это было установлено совсем недавно при проведении уточненного опыта Эрстеда. В реальности силовые линии исходят из проводника в виде конической винтовой линии правовинтовой формы закрученности.
На рисунке представлена всего одна силовая линия, закручивающаяся вокруг проводника. Триллионы свободных электронов формируют триллионы подобных силовых линий, исходящих с поверхности проводника. Как известно, силовые линии между собой не пересекаются.
Экспериментальный факт: Форма силовых линий зависит от направления тока, при изменении направления тока направление спирали меняется. Поразительно, что при любом направлении тока - непременным остается развертывание магнитных линий: «южный» конец стрелки всегда направлен к проводнику, а «северный» конец от проводника.
Заключаем, что направление винта обусловлено магнитной ориентацией свободных электронов (электронов проводимости). Подробно об этих особенностях движения тока в следующих статьях. Обнаруженный шаг винтовой линии связан с дрейфовой скоростью заряженных частиц (электронов) в проводнике, составляющей всего несколько мм/с.
При внимательном рассмотрении буравчик или пальцы ладони перемещаются словно по резьбе, состоящей из винтовых силовых линий.
Окончательное заключение: правило буравчика, скрывает под своей простотой, сложную форму реальных силовых линий магнитного поля проводника с током. Силовые линии в виде конической винтовой линии правовинтовой формы закрученности формируются на поверхности проводника упорядоченными свободными электронами. Каждая силовая линия выходит с поверхности проводника от «северного» полюса движущегося по поверхности свободного электрона. Магнитный спин электронов при движении тока равен 1, т.е. электроны жестко упорядочены (ориентированы) на поверхности проводника. Северный полюс электронов направлен всегда наружу проводника, а южный полюс направлен внутрь проводника.