Чтобы выяснить, куда действует притяжение или отталкивание между полюсами, примените правило буравчика. Если ток течёт вдоль проводника, вращайте рукоятку по его ходу – движение острия укажет на доминирующий вектор.
Для постоянных источников поля используйте компас. Стрелка развернётся северным концом к южному полюсу исследуемого объекта. В катушках с обмоткой положительную сторону определяют по закону Ампера: при увеличении напряжения свободный конец будет отталкиваться.
В трёхмерных системах применяют координатные методы. Например, в системе СИ модуль вычисляют через векторное произведение плотности потока и индукции, а знак зависит от взаимного расположения компонентов.
Правило левой руки для нахождения вектора воздействия поля
Расположите ладонь так, чтобы линии индукции входили в неё перпендикулярно. Вытяните четыре пальца вдоль тока в проводнике. Отогните большой палец на 90° – он укажет куда действует эффект поля.
Пример для движущегося заряда
Если частица положительная, используйте стандартный алгоритм. Для электронов разверните кисть тыльной стороной – направление тока противоположно движению отрицательных носителей.
Типичные ошибки
1. Не учитывают знак заряда – приводит к инверсии результата.
2. Путают оси координат – ладонь должна быть ориентирована относительно реального положения проводника.
3. Применяют метод для контуров – правило работает только для прямых участков.
Почему ориентация воздействия магнитов зависит от среды
Изменение поведения поля в различных материалах связано с их магнитной проницаемостью (μ). В вакууме μ₀ ≈ 4π×10⁻⁷ Гн/м, но в ферромагнетиках, таких как железо, она достигает 10⁴–10⁶, что резко усиливает индукцию.
Диамагнетики (медь, вода) ослабляют внешнее поле (μ<1), а парамагнетики (алюминий) слабо усиливают (μ>1). Это объясняется разной реакцией электронных орбит на внешнее воздействие.
Для расчета вектора B в среде используйте формулу: B = μ₀μH, где H – напряженность. В ферромагнетиках линии плотности смещаются к областям с большей μ, изменяя геометрию распределения.
Экспериментально проверить влияние среды можно, поместив образец между полюсами магнита и измерив отклонение стрелки компаса. В железном порошке угол отклонения увеличится в 50–100 раз по сравнению с воздухом.
