Bestimmung der Richtung der magnetischen Kraft, die auf einen leitenden Draht wirkt

Nun, ich kann mich daran erinnern, ob Sie in Großbritannien leben - Sie fahren Ihren Motor immer links!

Das Diagramm ist korrekt - es zeigt, welche Kraft das äußere Magnetfeld auf den stromführenden Draht ausübt. Die Richtung der Kraft ergibt sich aus der Regel für die linke Hand: Spreizen Sie Ihren Daumen und die ersten beiden Finger so, dass sie im rechten Winkel zueinander stehen; Der erste Finger stellt die Magnetfeldrichtung dar, der zweite Finger stellt den (herkömmlichen) Stromfluss dar und der Daumen gibt die Bewegungsrichtung an (auch bekannt als die Richtung, in der die Kraft auf den Stromträger wirkt).

Das durch den Strom im Leiter erzeugte Feld ist für dieses Problem unerheblich.

Das von Ihnen verlinkte Bild zeigt uns, wie wir das Magnetfeld finden, das mit einem langen stromführenden Draht verbunden ist. Aber uns interessiert nicht das Feld, das der Draht erzeugt, sondern das Feld, das der Draht erfährt. Die Felder, die ein geladenes Teilchen erzeugt, beeinflussen sich selbst nicht (siehe vielleicht diese Frage ). Alles, worüber wir uns also Sorgen machen müssen, ist: Was ist die Natur des externen Felds (das durch den Permanentmagneten erzeugt wird, der durch die gepunkteten Linien N und S angezeigt wird) und in welche Richtung fließt der Strom? Das grundlegende Gesetz, das die Art und Weise bestimmt, wie Magnetfelder Kräfte auf Ströme ausüben, lautet:

Machen Sie sich keine Sorgen, wenn Sie das Vektorkreuzprodukt noch nicht kennen. Diese Gleichung sagt zwei Dinge aus. Erstens besagt es, dass die Größe der Kraft, die auf die geladenen Teilchen wirkt, die sich durch den Draht bewegen, ist

Wo$\theta$ist der Winkel zwischen der Richtung des Stroms und der Richtung des Magnetfelds. Das sieht man hoffentlich an der Grafik$\theta = 90$Grad. Zweitens besagt es, dass die Richtung der Kraft sowohl zur Richtung des Stroms als auch zur Richtung des Magnetfelds senkrecht ist.

Dies hinterlässt eine gewisse Unklarheit darüber, ob die Kraft nach oben oder nach unten zeigt, aber die Wahl ist nur eine Frage der Konvention. Eines Tages entschied irgendjemand, dass das Vektorkreuzprodukt „rechtshändig“ sein sollte. Daher gibt es verschiedene „Rechte-Hand-Regeln“, die Ihnen helfen, die richtige Richtung zu finden. Die, die ich verwende, ist diese: Strecke deine rechte Hand flach mit ausgestrecktem Daumen aus. Richten Sie Ihre vier Finger am ersten Vektor im Kreuzprodukt aus (in diesem Fall dem aktuellen$\vec{I}$). Drehen Sie dann Ihre Hand im kleinstmöglichen Winkel so, dass Ihre Handfläche nach vorne zeigt, sodass Ihre vier Finger auf den zweiten Vektor ausgerichtet sind. Sie werden feststellen, dass Sie Ihre Hand möglicherweise umdrehen müssen, um dies zu tun. Die Richtung Ihres Daumens ist die Richtung des resultierenden Vektors. Ich gebe zu, das mag verwirrend klingen, aber es ist schwierig, so etwas in Worte zu fassen, und tatsächlich ist die Regel ziemlich einfach.