forța Lorentz
Forța care acționează asupra unui punct de sarcină de către câmpul electromagnetic, numit forța Lorentz.
teoria Lorentz
Hendrik Antoon Lorentz
Desigur, teoria lui Lorentz a fost greșită și diferită de teoria electronică modernă. Dar, în acest om de știință de lucru derivat o formulă de forța care acționează asupra sarcinii electrice de către câmpul electromagnetic. Această forță a fost numit mai târziu forța Lorentz.
Dar ceea ce este un curent electric. Această mișcare direcțională a sarcinilor electrice. Și dacă fiecare particulă încărcată acționează forța Lorentz din partea unui conductor cu un curent în câmpul electromagnetic trebuie să fie o forță, a cărui valoare este egală cu suma forțelor Lorentz care acționează asupra tarifelor de formare a unui curent electric într-un conductor.
Și această forță a fost descoperit cu mult timp înainte Lorenz. Încă nu știu de existența forței care acționează pe o singură sarcină electrică, fizicianul francez Andre Ampere Mari în 1820, a descris forța exercitată de către câmpul electromagnetic pe parcurs de curent conductor. Acesta a fost numit forța Amperi.
amper
Existența forței Amperi confirmată printr-o experiență simplă.
Atunci când sunt plasate între polii unui magnet de sârmă și sări prin ea curent electric, se poate observa că conductorul este deviat din poziția sa inițială. Acest lucru înseamnă că o parte a câmpului magnetic acționează o forță pe ea. Această forță se numește forța Amperi. Valoarea ei este determinată de legea lui Ampere: „Din moment ce câmpul magnetic de pe conductor parcurs de curent o forță a cărei mărime este direct proporțională cu lungimea curentă a conductorului într-un câmp magnetic, magnetic modulul vectorului de inducție și sinusul unghiului dintre vectorul de inducție magnetică și direcția de curent în conductorul.“ Expresia matematică a acestei legi este după cum urmează:
l - lungimea conductorului parcurs de curent într-un câmp magnetic;
B - inducție magnetică;
α - unghiul dintre vectorii de inducție magnetică și direcția curentului în conductorul.
Comunicarea între forța Amperi și forța Lorentz
Acționând pe parcurs de curent conductor, câmpul magnetic acționează asupra fiecărei particule încărcate, care creează curent. O forță Amperi acționează asupra întregului conductor. Astfel, forța Ampere este suma forțelor Lorentz care acționează asupra unui conductor parcurs de curent.
Substituind aceste expresii în formulă, obținem expresia forței Lorentz în câmpul magnetic:
Această expresie ne permite să calculeze forța Lorentz în câmpul magnetic. Dar câmpul magnetic nu există separat. Schimbarea, împreună cu câmpul electric care generează reciproc, formând un câmp electromagnetic. Și la fiecare punct din spațiul său se caracterizează prin puterea câmpului electric E și câmpul magnetic de inducție B. Și dacă particule încărcate electric se deplasează într-un câmp electromagnetic, care acționează pe ea, în același timp, și câmpul electric și magnetic. Prin urmare, amploarea Lorentz forța exercitată de câmpul electromagnetic asupra unei particule cu sarcină q. se deplasează cu o viteză v. Depinde de aceste valori:
vxB - produsul vectorial al vitezei de mișcare a particulelor și câmpul magnetic.
Direcția forței Lorentz ca forța Amperi, determinată de regula stânga „Prin plasarea palma mâinii stângi, astfel încât liniile de câmp magnetic sunt incluse în ea perpendicular și 4 degete înainte în direcția de mișcare a particulei cu o sarcină pozitivă, sau împotriva mișcarea particulei cu o sarcină negativă, apoi îndoite la 90 0 degetul mare va indica direcția forței Lorentz. "
În cazul în care o particulă încărcată în mișcare paralelă cu liniile de câmp magnetic, amplitudinea forței Lorentz este egală cu zero, deoarece în acest caz α = 0, prin urmare, sinα = 0
În cazul în care direcția de deplasare a particulelor perpendiculare pe liniile de forță, particula se va deplasa într-un cerc cu raza r. o forță Lorentz este îndreptată spre centrul său, adică, este forța centripetă.
traiectoria este o linie spirală (elicoidal) având o rază r și un șurub cu pas h Când mișcarea particulelor la un anumit unghi față de liniile.
Lorentz forță nu funcționează, deoarece este întotdeauna perpendicular pe direcția de mișcare a taxei.
forța Lorentz în tehnologie
Principala aplicație a forței Lorentz se găsește în inginerie electrică.
Pe fenomenul de inducție electromagnetică și funcționarea bazată pe forța Lorentz a motoarelor electrice si generatoare. Originare din câmpul electromagnetic al statorului, se rotește rotorul.
Expunerea la forța Lorentz asupra electronilor utilizate în tuburile catodice (CRT), în care câmpul magnetic creat de bobine speciale, își schimbă traiectoria electronilor. Cu această putere, puteți seta orbita mișcării particulelor, ceea ce permite să-l folosească în acceleratoare de particule.