Електродвигатели (част 1)

Нека кажем, че имаме магнитно поле, което се появява от дясната страна на екрана. Това се случва не само в равнината на екрана, а и триизмерно. И така, случва се над екрана, в посока надолу, но посоката на магнитното поле е от дясно наляво. Ще го покажа. Няма да чертая сноп от вектори на полето, защото това би заело доста ценно пространство в нашето... тук е векторното магнитно поле. Намира се и тук, долу. Ако имах възможност, бих го изобразил над екрана ти и под него. Но движението е от дясно наляво. И в това магнитно поле тече електрическа верига. Сега няма да изобразявам цялата верига. Ще го направя след малко. Но да кажаем, че е налице част от електрическата верига, във формата на затворена линия. Тя изглежда така. Опитвам се да я представя старателно. И така можем... понеже мисля, че една акуратна схема ще е по-полезна след малко, отколкото набързо нахвърляна схема. Нека видим. Това е затворената линия. Представяме си, че взимаме един щипка за листи и я поставяме по този начин. Е, мисля, че така е достатъчно добре. Имаме налице ток, който се движи в тази посока в този кламер. Това е положителната част, а това – отрицателната. Токът се движи по този начин. Движи се в затворена линия така. Електричеството излиза от този край, и влиза в този край. И да кажем, че тази затворена верига, която може да е кламер или нещо подобно – се завърта. И това е важно. Какво ще се случи? И така, моето магнитно поле се движи в тази посока. Токът върви от тук долу към това място горе. Каква ще бъде общата сила на магнитното поле на тази затворена верига? Нека видим. Излиза, че ще бъде с различна големина в отделните точки на веригата. Да видим тук. И ни интересува... единственото, което ни интересува в момента е посоката. Необходима е и малко интуиция за големината на тока. Знаем, че силата на магнитното поле е равна на произведението на тока и линейния вектор, който минава през магнитното поле. И така, каква ще е силата на магнитното поле върху тази част от проводника? Можем да наречем това L. Тя има същата посока, в която се движи тока. И така, нека видим. Токът има само величина, а L се движи надолу. Магнитното поле е в посока наляво. Векторно произведение. Където, с дясната си ръка поставям своя показалец по посока на протичащия ток, или по посока на L, понеже това е първият член на векторното произведение. Така, това е показалецът. Той отива надолу, защото такава е посоката на тока. Идва ред на средния пръст – и не забравяй, че това се прави с дясната ръка. Ако го правим с лявата, ще получим противоположен резултат. Сега средният ми пръст ще отиде по посока на полето. Нека използвам средния си пръст за демонстрация. Той ще се движи по посока на полето. Продължавам да наблюдавам ръката си. Другите ми два пръста ще направят това, което е нужно. Това е третият ми пръст. А това е кутрето ми. Какво пък ще направи палецът ми? Какво ще направи той? Ето ръката ми – това е ръката ми. Тя прави следното. Аз соча надолу. А дланта ми сочи по някакъв начин към тялото ми. Какво прави палецът? Определено е трудно да се види. Това тук е средният ми пръст. Палецът ми е от другата страна на тази схема. Той сочи в посока надолу. Надявам се, че виждаш това. Можеш да опиташ с твоята ръка. И така, палецът ми сочи надолу. Така посоката на силата, създадена от магнитното поле на течащия ток ще е надолу. Нека го изобразя. Векторът на силата – ще го изобразя с оранжево-кафяв цвят, векторът на силата в този участък на проводника се движи в посока надолу. Какво да кажем за този участък на проводника? Нека помислим. Този участък от проводника, L-векторът, този L-вектор, е успореден на магнитното поле, движещо се в противоположна посока. И когато умножаваме векторно – спомни си, че това е произведението от дължините на векторите, които са перпендикулярни един на друг. Но ако това тук е L-векторът, от него няма компонент, който е перпендикулярен на магнитното поле. Магнитното поле и протичащият ток са в една и съща равнина. Те са успоредни помежду си. Те въобще не са перпендикулярни. Т.е. нито един от компонентите им не образува ъгъл от 90 градуса. И когато се вземе векторното произведение, ще видим, че общата сила, приложена върху този участък от проводника, е 0. Същото се отнася за този участък и този участък от проводника. Защото те по никакъв начин не са перпендикулярни. Нито един от компонентите им не са перпендикулярни. Дотук, мисля, е ясно. Всичко, което сега знаем, е това, че магнитното поле прилага сила върху тази страна от кламера, която е нашата електрическа верига. Какво да кажем за тази страна? Същото е. Вземаме векторното произведение. Ако това е нашето L, го умножаваме по B. Поставяме показалеца в тази посока. Показалецът сочи така. Средният пръст е по посока на полето. Така средният пръст ще изглежда така. А другите два пръста ще изглеждат така. Каква е работата на палеца? Тук задължително се използва дясната ръка. Палецът ще сочи право нагоре. Това е долната част на палеца. Палецът ще сочи... Не знам дали това е добра илюстрация на палец. Но тук той определено сочи навън от страницата. Средният пръст е насочен по посока на протичащия ток, или по посока на дължината. Извинявам се, показалецът е по посока на тока. Средният пръст е по посока на полето. Палецът сочи навън от страницата. Направи всичко с твоята дясна ръка, и ще видиш, че общата сила на магнитното поле в този участък от проводника ще е насочена нагоре. Ще използвам различен цвят, за да ги различаваме. И така, какво ще се случи? Ако предположим, че тази верига може да се завърти, какво ще се случи? От тази страна е налице сила надолу. От тази тя е насочена нагоре. Така магнитното поле всъщност упражнява въртящ момент върху проводника. Ако приемем, че тази прекъсната линия е оста на въртене, цялата намотка всъщност ще се увива около тази линия. И тук е налице някаква сила, по цялата тази линия, която се прилага в посока надолу. И тя е всъщност перпендикулярна на рамото, определящо момента. Ако си спомняш това, което учихме за въртящия момент. И цялата тази сила, която ще бъде упражнена, тя, умножена по разстоянието, ще представлява въртящ момент, приложен върху тази страна. И после по подобен начин има въртящ момент... същият знак, в същата посока, защото тук от другата страна на тази линия има изтласкване нагоре. Така че те няма да си противодействат. Те ще се подсилят. И цялата тази намотка ще се върти в тази посока. Тук тя ще продължи движението си извън екрана, който е пред теб. Тук ще се движи надолу по екрана ти. И какво се случва? Ще се опитам и да не просрочвам времето. И така, започва да се върти. Лявата страна ще слиза под страницата. Дясната страна ще излиза отгоре на страницата. Искам да изобразя някаква перспектива, ето защо използвам по-големи образи. Вероятно се получава такава картина. Може би веригата ми започва да изглежда така. Отново ще начертая оста на въртене. Това е нашата ос на въртене. По време на изобразяването, в тази част, оста на въртене все още е в равнината на екрана. Но тази част от намотката, можете да си представите, излиза отвън. Да можеше сега да гледаш през 3D-очила... Така, намотката излиза от екрана ти. Тази страна влиза в екрана ти. И токът все още се движи в същата посока. Токът се движи в посоката натам. Използвайки същото правило на дясната ръка, от тази страна на проводника магнитното поле ще упражнява една обща сила в посока надолу. Но въртящият момент тук ще е по-малък, защото дължината на рамото на момента ще бъде...нека го направя в перспектива... Ще изглежда по този начин. Така ще има придвижване наляво и отзад на страницата, докато въртящият момент още е в нея. И всъщност ще вземеш компонента на въртящия момент, който е перпендикулярен. Има компонент от въртящия момент, който всъщност е перпендикулярен. Не искам да те объркам прекалено. Но си представи, че сякаш въртящият момент намалява. Дори и общата магнитна сила да остава същата, компонентът от тази сила, който е перпендикулярен на рамото на момента, намалява. Така още ще има някакъв въртящ момент, който ще причинява въртене надолу в тази посока. Съжалявам. Тук малко сгреших със схемата. Имаме изтласкване нагоре от дясната страна, и надолу от лявата страна. Така че посоката ще бъде такава. Изтласкване нагоре от дясната страна, и надолу от лявата страна. И тук ще се извършва същото нещо. Тук ще има изтласкване нагоре. Но това изтласкване ще продължи извън страницата. Тук обаче не е налице пълна перпендикулярност с рамото на момента. И перпендикулярният компонент, той всъщност предизвиква ротационен въртящ момент, който ще е по-малък. И тогава ще можем да видим целия път към точката, намотката ще продължава въртенето си с по-малък въртящ момент. В дадена точка ще гледаме горната част. Мога да го изобразя като права линия, нали? Представи си. Тази линия е на върха, а тази е зад него. И какво ще стане в тази точка? Цялата магнитна сила върху тази горна линия ще отиде нагоре. Ще го прави отвъд страницата ви, но няма да предизвиква никакъв въртящ момент. Защото повече не е перпендикулярна на рамото на момента. По подобен начин, тук отдолу и отзад, ако можеш да си представиш, ще бъде упражнена обща сила надолу. Това също няма да помогне. Но може да е налице някакъв ъглов момент, така че проводникът още ще се върти. И докато все още се върти, какво ще стане? Тук ще те оставя с една малка гатанка. Всъщност не искам да надхвърлям лимита на ютюб, и затова ще продължим в следващия клип, и ще ти разтълкувам гатанката. До скоро!