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相關課程
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- 在上個影片中停下的地方
- 我們看到 如果有一個從右到左的磁場
- 還有這個迴路
- 我猜它叫做 金屬或電路
- 有電流通過它
- 電流向著這個方向
- 你們可以設想是帶正電的質子
- 盡管我們知道是電子向著相反的方向
- 但是電流來自於這個方向
- 去往這個方向
- 我們用右手定則
- 和這個公式算出了
- 這個方向的磁場
- 對這個導體
- 這條邊的合力是向內的
- 在這一邊 合力是向外的
- 所以它對這個線圈提供了一個合力矩
- 或者 正如我在上個影片中說的 一個曲別針
- 這個虛線是轉軸
- 這就是我給你們展示的它旋轉的方法
- 磁場對右邊
- 是向外推的
- 在左邊是向內的
- 在上面和下面沒有影響
- 所以它會向著這個方向旋轉
- 那麽這就是
- 它轉動了一點之後看起來的樣子
- 我做這個的原因是 我說過
- 這個力臂- 和這個力臂一樣
- 合力仍然是向外的
- 垂直屏幕向外
- 但是向外的方向
- 現在不再完全
- 與力臂垂直
- 這是力臂
- 現在 力臂
- 以一個角度從紙面出射
- 所以只有一部分
- 磁場作用的向外的力
- 是垂直於力臂的
- 所以力矩會減少
- 但是仍然是向著這個方向的力矩
- 在右邊向外
- 在左邊向裏
- 對於左邊也是一樣
- 最後 你們可以得到
- 線圈實際上是豎直的
- 這條邊 這條邊在上面
- 這條邊在下面
- 在屏幕所在平面的下面
- 在這一點 力矩- 實際上
- 沒有合力矩 爲什麽？
- 因爲在上面的部分
- 當它豎直向外
- 當它在這裡 磁場
- 對它的作用力
- 作用在線圈上的力
- 是向外的
- 所以不再有任何合力矩
- 因爲這些力是向外的
- 這個力臂
- 這個距離 現在也是向外的
- 力矩也是叉乘
- 所以你們實際上關心的是垂直的力
- 所以這裡 在垂直的這一點 沒有合力矩
- 在線圈底部也是一樣
- 因爲在底部
- 磁場力是向內的
- 也平行於力臂
- 所以沒有合力矩
- 我說過
- 這裡可能有一點角動量
- 讓這個物體繼續轉動
- 那麽它就會轉向-
- 這就是有趣的地方
- 我畫的整潔點
- 然後它就轉向了這一點
- 同樣 我想畫出透視圖
- 它轉到這裡
- 我來確定一下這些都有了
- 所以它向著這個方向
- 和這個方向轉動了
- 那麽就可能-
- 上面不再有任何力矩
- 但是它上方仍然向左移動
- 下面向右移動
- 一定程度上
- 很快它就會變成這樣的狀態
- 這條邊-
- 所以這個點轉動的角度大於90度
- 所以這一邊現在就是這一邊
- 我從這裡一直轉到-
- 仍然是向外的
- 但是如果這條邊就是這條邊
- 現在 電流的方向是這樣的
- 因爲這條邊轉到下面了
- 所以它從這個位置
- 轉到了這個位置
- 所以電流現在-
- 我確認一下 我畫到右邊
- 電流這樣過來的 像這樣 像這樣
- 這裡向上 向右 這樣向上
- 所以電流現在在左邊
- 盡管它是先前的右邊
- 它仍然是向上的
- 所以當你們做叉乘的時候
- 磁場作用的合力是什麽？
- 或者磁場的力是什麽？
- 同樣用右手定則
- 食指向上
- 中指指向
- 磁場的方向
- 這是手掌 這是另外兩個手指
- 我畫出指甲
- 染色的指甲 我的不是這樣的
- 然後大拇指是向外的
- 所以在線圈這邊 力仍然是向外的
- 如果做叉乘
- 或者對底邊或下面的邊
- 用右手定則
- 如果你們能想象
- 這仍然會有一個向內的合力
- 所以現在突然 你們可以想象
- 這個物體轉動了
- 它就會按照我畫的轉動
- 這向外 這向裏
- 它這樣轉到這一點
- 到這裡轉動了超過90°
- 但是現在 突然
- 磁場作用的合力翻轉了
- 因爲電流向上的邊
- 現在變成了左邊這條邊
- 所以現在磁場對這一邊的作用力
- 是向外的 這就向著
- 相反的方向轉動
- 希望這說得通
- 只要想一下發生了什麽
- 想想這個線圈的轉動
- 所以實際上發生的是
- 它就像我在上面畫的那樣轉動
- 或許一旦你們到了這個位置
- 就會有一點角動量
- 讓它繼續旋轉
- 或者旋轉慣量讓它繼續旋轉
- 直到類似這樣的情況
- 或許又會回到這樣的形態
- 這實際上就是正好轉動180度
- 然後 因爲在這一邊
- 電流要向上
- 這一邊的電流要向下
- 因爲實際上 這個翻轉了
- 那麽磁場的作用就會
- 左邊向上 右邊向下
- 所以它就會這樣翻轉
- 所以如果想一下 它就會一直來回擺動
- 我畫一下
- 我不想從這個角度開始畫
- 因爲我不想讓你們迷惑
- 所以有個問題
- 如果我們想要把它變成某種電機
- 讓它一直旋轉 一旦到了這種狀態
- 我們就翻轉電流的方向
- 或者關閉磁場
- 或者可以翻轉磁場
- 讓它向著相反的方向
- 實際上 有另外一個問題
- 是個簡單點的問題
- 如果這是個線圈 你們讓它
- 不斷翻轉 這兩條線在這裡就會扭曲
- 所以不能讓它無限旋轉
- 所以解決這個問題的東西叫做整流器
- 我們畫一個整流器
- 線圈相同 我現在畫的有點亂
- 它有兩個接觸片
- 這些接觸片實際上是彎曲的
- 你們可以設想它彎出紙面
- 然後這裡連上電路
- 這個接觸片也是一樣
- 這個圓的東西
- 和這個東西同時互相接觸
- 所以電流可以通過
- 我把電池畫出來
- 這是正極 這是負極
- 所以線圈的上面
- 電流總是向著這個方向流動
- 它總是向著這個方向流動
- 它總是這樣向上流動
- 現在 當在這種情況下
- 要發生什麽？
- 電流這裡向下流動
- 這是I 這是I
- 當你們用右手定則
- 磁場是相同的
- 我沒有改變從右邊來的磁場
- 所以就像我們把這擦掉之前做的
- 用右手準則 然後會算出來
- 磁場作用的合力
- 在這裡是向外的 在這裡是向內的
- 這就形成了合力矩
- 就會讓這部分旋轉
- 所以這部分就會旋轉
- 你們可以想象 或許這裡有個杆
- 或許它是個絕緣桿 所以沒有-
- 它連接到軸上
- 所以可以沿著這個軸轉動 對吧？
- 所以磁場施加的力
- 就會形成力矩
- 在這一邊就會向上轉動
- 這一邊轉出紙面
- 這一邊轉到紙面以下
- 然後到紙面後面 然後回到紙面以上
- 這就是合力矩
- 然後我們就得到了這個
- 它就會繼續轉動
- 直到豎直的情況
- 所以在豎直的情況下
- 上面的電路是相同的
- 我盡可能把這畫的合理
- 在豎直的情況 有兩種可能
- 可能最好的是
- 實際上 我們與這兩個接觸片失去聯係
- 所以可能實際上 當在豎直情況下
- 線圈上不再有電流
- 我用同樣的顏色
- 所以當它是豎直的 只能看到上面的部分
- 我們看到這個
- 然後我們看到它轉動了一點
- 然後我們看到了這條邊
- 然後看到了這個杆
- 這會和它接觸 然後讓它轉動
- 但是我們仍然還有一些- 你們知道
- 沒有電流了
- 所以沒有任何力矩
- 磁場沒有作用力
- 因爲我們和這一點失去聯係
- 因爲這些是向外的
- 希望你們能明白這是怎麽回事
- 它仍然會向著這個方向轉動
- 因爲有慣性矩
- 然後這就是有趣的部分
- 當轉過90°會發生什麽？
- 我剛意識到 超過了10分鍾了
- 所以你們可以在我停止之後
- 稍微想一下 下個影片繼續
- 再見