Уравнение (единицы СИ)
Заряженная частица
Сила , действующая на частицу с электрическим зарядом , движущуюся со скоростью , во внешнем электрическом и магнитном полях, такова:
где — векторное произведение. Все величины, выделенные жирным, являются векторами. Более явно:
где — радиус-вектор заряженной частицы, — время, точкой обозначена производная по времени.
Непрерывное распределение заряда
Сила Лоренца (на единичный 3-объём) действующая на непрерывное распределение заряда (зарядовая плотность ρ) при движении. 3-плотность потока соответствует движению заряженного элемента в объеме .
Для непрерывного распределения заряда, сила Лоренца принимает вид:
Блок: 2/7 | Кол-во символов: 723
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D0%BB%D0%B0_%D0%9B%D0%BE%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B0
1.4. Сила Лоренца. Правило левой руки для определения направления силы Лоренца
- Сила Ампера: это сила, действующая на проводник с током, помещенный в магнитное поле
- Закон Ампера: сила Ампера равна произведению модуля вектора магнитной индукции на силу тока, длину участка проводника Δl и на синус угла α между магнитной индукцией и участком проводника:
- при этом, очевидно, что если ток (проводник) перпендикулярен вектору магнитной индукции, то
- sin α = 1, и формула принимает вид:
- FА=B |I| ΔL sin α
- Правило левой руки: если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная к проводнику составляющая вектора В входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению движения тока, то отогретый на 90о большой палец покажет направление силы, действующей на отрезок проводника
Сила Лоренца на проводник с током
Сила, действующая на проводник с током, является результатом силы Лоренца, действующей на движущиеся носители заряда, электроны или ионы. Если в разделе направляющей длиной l, как на чертеже
полный заряд Q движется, тогда сила F, действующая на этот сегмент, равна
Частное Q / t является значением протекающего тока I и, следовательно, сила, действующая на участок с током, выражается формулой
Чтобы учесть зависимость силы F от угла между вектором B и осью отрезка, длина отрезка l была задана характеристиками вектора.
Только электроны движутся в металле под действием разности потенциалов; ионы металлов остаются неподвижными в кристаллической решетке. В растворах электролитов анионы и катионы подвижны.
Магнитный поток
Магнитный поток наглядно можно истолковать как величину, пропорциональную числу линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность площадью .
Единицей магнитного потока является вебер .
Магнитный поток в 1 Вб создается однородным магнитным полем с индукцией 1 Тл через поверхность площадью 1 м 2 , расположенную перпендикулярно вектору магнитной индукции:
Мнение экспертаIt-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электроникеЗадавайте вопросы "Специалисту по модернизации систем энергогенерации"Сила Лоренца просто и понятно: определение, формула, правило левой руки При этом поле B выступает в качестве силы, перпендикулярной к направлению вектора скорости V нагрузок и направлению вектора B. Спрашивайте, я на связи!Сила Лоренца, калькулятор онлайн, конвертер
Электромагнитная индукция
В 1831г. Фарадей обнаружил физическое явление, получившее название явления электромагнитной индукции (ЭМИ), заключающееся в том, что при изменении магнитного потока, пронизывающего контур, в нем возникает электрический ток. Полученный Фарадеем ток называется индукционным.
Индукционный ток можно получить, например, если постоянный магнит вдвигать внутрь катушки, к которой присоединен гальванометр (рис. 8, а). Если магнит вынимать из катушки, возникает ток противоположного направления (рис. 8, б).
Индукционный ток возникает и в том случае, когда магнит неподвижен, а движется катушка (вверх или вниз), т.е. важна лишь относительность движения.
Но не при всяком движении возникает индукционный ток. При вращении магнита вокруг его вертикальной оси тока нет, т.к. в этом случае магнитный поток сквозь катушку не изменяется (рис. 8, в), в то время как в предыдущих опытах магнитный поток меняется: в первом опыте он растет, а во втором – уменьшается (рис. 8, а, б).
Направление индукционного тока подчиняется правилу Ленца:
возникающий в замкнутом контуре индукционный ток всегда направлен так, чтобы создаваемое им магнитное поле противодействовало причине, его вызывающей.
Индукционный ток препятствует внешнему потоку при его увеличении и поддерживает внешний поток при его убывании.
Правило левой руки
Есть также и второй способ определения направления электромагнитной силы. Он заключается в расположении большого, указательного и среднего пальцев под прямым углом. В этом случае указательный палец будет показывать направление линий магнитного поля, средний – направление движение тока и большой – направление электродинамической силы.
Мы уже упоминали, что направление возникшей силы Лоренца, кроме магнитных параметров, определяется (в том числе) полярностью заряда. Если бы мы имели возможность наблюдать заряженную элементарную частицу, пребывающую в магнитном поле, то по вектору её перемещения можно было бы определить направление вектора силы F.
Но на практике наблюдать элементарные заряды очень сложно из-за крохотных размеров. Поэтому для определения этого направления применяют способ, известен, как правило левой руки (рис. 4).
Ладонь необходимо развернуть так, чтобы вектор индукции входил в неё. В случае с положительным зарядом, вытянутые пальцы располагают по движению частицы. (для отрицательного заряда пальцы направляют в противоположную сторону). Большой палец под прямым углом указывает искомое направление.
Если известна ориентация вектора скорости частицы, то определить направления остальных векторов можно, применяя правило правой руки, которое понятно из рисунка 5.
Сила Лоренца — формула, определение и направлениегде m – масса частицы,|q|- модуль заряда частицы, – релятивистский множитель Лоренца, c – скорость света в вакууме.Мнение экспертаIt-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электроникеЗадавайте вопросы "Специалисту по модернизации систем энергогенерации"Сила лоренца. формула, определение Магнитное поле это особая форма, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами. Спрашивайте, я на связи!SA. Сила Ампера — PhysBook
Сила Лоренца.
Сила Лоренца — это сила, действующая на движущийся точечный электрический заряд во внешнем магнитном поле .
Сила Лоренца — это сила, действующая на движущийся точечный электрический заряд во внешнем магнитном поле.
Если заряд частицы отрицательный, то сила Лоренца будет направлена в противоположную сторону.
Модуль силы Лоренца легко определяется из закона Ампера и составляет:
где q — заряд частицы, v — скорость ее движения, ? — угол между векторами скорости и индукции магнитного поли.
Если кроме магнитного поля есть еще и электрическое поле, которое действует на заряд с силой , то полная сила, действующая на заряд, равна:
.
Часто именно эту силу называют силой Лоренца, а силу, выраженную формулой (F = |q|vB sin?) называют магнитной частью силы Лоренца.
Поскольку сила Лоренца перпендикулярна направлению движения частицы, она не может изменить ее скорость (она не совершает работы), а может изменить лишь направление ее движения, т. е. искривить траекторию.
Такое искривление траектории электронов в кинескопе телевизора легко наблюдать, если поднести к его экрану постоянный магнит — изображение исказится.
Движение заряженной частицы в однородном магнитном поле. Пусть заряженная частица влетает со скоростью v в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям напряженности.
Сила, действующая со стороны магнитного поля на частицу, заставит ее равномерно вращаться по окружности радиусом r, который легко найти, воспользовавшись вторым законом Ньютона, выражением целеустремленного ускорения и формулой (F = |q|vB sin?):
.
.
Мнение экспертаIt-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электроникеЗадавайте вопросы "Специалисту по модернизации систем энергогенерации"Задача 2 Это выражение показывает, что для заряженных частиц заданной массы период обращения не зависит от скорости υ и радиуса траектории. Спрашивайте, я на связи!Задача 1
