Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
Наред с амперната сила, кулоновото взаимодействие, електромагнитните полета във физиката, често се среща концепцията за силата на Лоренц. Това явление е едно от основните в електротехниката и електрониката, заедно със закона на Кулон, електромагнитната индукция на Фарадей и други. Той влияе върху зарядите, които се движат в магнитно поле. В тази статия ще разгледаме накратко и ясно какво е силата на Лоренц и къде се прилага.дефиниция
Когато електрони се движат по проводник, около него възниква магнитно поле. В същото време, ако поставите проводника в напречно магнитно поле и го преместите, ще се появи ЕМП на електромагнитната индукция. Ако ток преминава през проводник, който е в магнитно поле, той се влияе от силата на ампер.
Неговата стойност зависи от протичащия ток, дължината на проводника, величината на вектора на магнитната индукция и синуса на ъгъла между линиите на магнитното поле и проводника. Изчислява се по формулата:
Разглежданата сила е донякъде подобна на тази, описана по-горе, но не действа върху проводника, а върху движеща се заредена частица в магнитно поле. Формулата е във формата:
Важно е! Силата на Лоренц (Fl) въздейства върху електрон, движещ се в магнитно поле, и върху проводник - Ампер.
От двете формули е ясно, че в първия и втория случай, колкото по-близо е синусът на ъгъла на алфата до 90 градуса, толкова по-голямо е въздействието на проводника или заряда съответно на Fa или Fl.
Така че, силата на Лоренц се характеризира не с промяна в величината на скоростта, а с ефекта, който възниква от страна на магнитното поле върху зареден електрон или положителен йон. Когато са изложени на тях, Fl не работи. Съответно, посоката на скоростта на движение на заредена частица се променя, а не нейната стойност.
Що се отнася до единицата за измерване на силата на Лоренц, както в случая с други сили във физиката, се използва такова количество като Нютон. Неговите компоненти са:
Как се насочва силата на Лоренц?
За да се определи посоката на силата на Лоренц, както при силата на Ампер, действа лявото правило. Това означава, че за да се разбере къде е насочена стойността на FL, трябва да отворите дланта на лявата си ръка, така че магнитните индукционни линии да влязат в ръката ви, а разширените четири пръста да посочат посоката на вектора на скоростта. След това палецът, огънат под прав ъгъл към дланта, показва посоката на силата на Лоренц. На снимката по-долу ще видите как да определите посоката.
Внимание! Посоката на действие на Лоренц е перпендикулярна на движението на частиците и на магнитните индукционни линии.
В този случай, за да бъдем по-точни, за положително и отрицателно заредени частици има значение посоката на четирите разгънати пръста. Гореописаното ляво правило е формулирано за положителна частица. Ако е отрицателно заредена, магнитните индукционни линии трябва да бъдат насочени не към отворената длан, а към задната й страна, а посоката на Fl вектор ще бъде обратна.
Сега ще кажем с прости думи какво ни дава това явление и какъв реален ефект има върху таксите. Да предположим, че един електрон се движи в равнина, перпендикулярна на посоката на магнитните индукционни линии. Вече споменахме, че Fl не влияе на скоростта, а само променя посоката на движение на частиците. Тогава силата на Лоренц ще има центростремен ефект. Това е отразено на фигурата по-долу.
приложение
От всички сфери, в които се използва силата на Лоренц, едно от най-големите е движението на частици в магнитното поле на Земята. Ако разглеждаме нашата планета като голям магнит, то частиците, които са близо до северните магнитни полюси, правят ускорено движение по спирала. В резултат на това те се сблъскват с атоми от горните слоеве на атмосферата и виждаме северното сияние.
Има обаче и други случаи, в които това явление се прилага. Например:
- Катодна лъчева тръба В техните електромагнитни отклоняващи системи. CRT са използвани повече от 50 години в различни устройства, вариращи от най-простия осцилоскоп до телевизори с различни форми и размери. Любопитно е, че по отношение на цветовете и графиките някои все още използват CRT монитори.
- Електрически автомобили - генератори и двигатели. Въпреки че Амперската сила е по-вероятно да действа тук. Но тези стойности могат да се считат за съседни. Това обаче са сложни устройства, по време на които се наблюдават ефектите на много физични явления.
- В ускорители на заредени частици, за да им се зададат орбити и посоки.
заключение
Нека обобщим и обозначим четири основни точки на тази статия на прост език:
- Силата на Лоренц действа върху заредени частици, които се движат в магнитно поле. Това следва от основната формула.
- Тя е пряко пропорционална на скоростта на заредена частица и магнитна индукция.
- Не влияе на скоростта на частиците.
- Засяга посоката на частицата.
Неговата роля е доста голяма в "електрическите" области. Специалистът не трябва да губи от поглед основната теоретична информация за основните физически закони. Тези знания ще бъдат полезни, както и тези, които се занимават с научна работа, дизайн и просто за общо развитие.
И накрая, препоръчваме да прегледате полезни видеоклипове, за да консолидирате изследваните материали:
Сега знаете каква е силата на Лоренц, на какво е тя и как действа върху заредените частици. Ако имате някакви въпроси, попитайте ги в коментарите под статията!
Материали по темата:
- Правилата са с прости думи
- Какво е електрически заряд
- Как да конвертирате ампера в киловати
- Съпротивление на контакт