Hvad er Lorentz-styrken, hvad er størrelsen og retningen på denne styrke
definition
Når elektroner bevæger sig langs en leder, opstår et magnetfelt omkring det. Hvis du placerer lederen i et tværgående magnetfelt og bevæger den på samme tid, vil der opstå EMF for elektromagnetisk induktion. Hvis en strøm flyder gennem en leder, der er i et magnetfelt, virker en ampere-kraft på den.
Dets værdi afhænger af den strømningsmæssige strøm, lederens længde, den magnetiske induktionsvektors størrelse og sinussen af vinklen mellem magnetfeltets linjer og lederen. Det beregnes med formlen:
Den betragtede kraft svarer noget til den ovenfor betragtede, men virker ikke på lederen, men på en bevægelig ladet partikel i et magnetfelt. Formlen er:
Vigtigt! Lorentz-kraften (FL) virker på en elektron, der bevæger sig i et magnetfelt, og på lederen - Ampere.
Fra de to formler kan det ses, at jo tættere sinus af vinklen alfa er til 90 grader, jo større er effekten på henholdsvis lederen eller ladningen Fa eller Fl.
Så Lorentz-kraften er ikke kendetegnet ved en ændring i størrelsen af hastigheden, men af virkningen af magnetfeltet på det ladede elektron eller positive ion. Når FL udsættes for dem, udfører FL ikke arbejde. Følgelig er det netop retningen for bevægelseshastigheden for den ladede partikel, der ændrer sig, og ikke dens størrelse.
Hvad angår måleenheden af Lorentz-kraften, som for andre kræfter i fysikken, bruges en mængde som Newton. Dens komponenter:
Hvordan styres Lorentz
For at bestemme retning af Lorentz-styrken, som med Ampere-styrken, fungerer venstrehåndets regel. Dette betyder, at man for at forstå, hvor Fl-værdien er rettet, skal åbne håndfladen på venstre hånd, så magnetlinjelinierne kommer ind i hånden, og de langstrakte fire fingre indikerer hastigheden på hastighedsvektoren. Derefter viser tommelfingeren, bøjet i en ret vinkel mod håndfladen, retningen for Lorentz-kraften. På billedet herunder kan du se, hvordan du bestemmer retningen.
Advarsel! Retningen for Lorentz-handlingen er vinkelret på bevægelsen af partiklen og linjerne for magnetisk induktion.
I dette tilfælde, for at være mere præcis, for positivt og negativt ladede partikler, betyder retningen af de fire udstrakte fingre. Den ovenfor beskrevne venstre regel er formuleret til en positiv partikel.Hvis den er negativt ladet, skal magnetlinjelinierne ikke rettes mod den åbne håndflade, men mod dens bagside, og vektoren Fl's retning vil være modsat.
Nu vil vi med enkle ord fortælle, hvad dette fænomen giver os, og hvilken reel indflydelse det har på afgifter. Antag, at et elektron bevæger sig i et plan vinkelret på retningen af magnetiske induktionslinjer. Vi har allerede nævnt, at Fl ikke påvirker hastigheden, men kun ændrer partiklenes bevægelsesretning. Så får Lorentz-styrken en centripetal effekt. Dette afspejles i figuren herunder.
ansøgning
Af alle de områder, hvor Lorentz-styrken bruges, er en af de største bevægelser af partikler i det magnetiske felt på jorden. Hvis vi betragter vores planet som en stor magnet, gør partiklerne, der er nær de nordlige magnetiske poler, accelereret bevægelse i en spiral. Som et resultat af dette kolliderer de med atomer fra de øverste lag af atmosfæren, og vi ser nordlyset.
Der er dog andre tilfælde, hvor dette fænomen finder anvendelse. For eksempel:
- Katodestrålerør. I deres elektromagnetiske afbøjningssystemer. CRT'er er blevet brugt i mere end 50 år i træk i forskellige enheder, fra det enkleste oscilloskop til fjernsyn i forskellige former og størrelser. Det er underligt, at nogle stadig bruger CRT-skærme i spørgsmål om farvegengivelse og arbejde med grafik.
- Elbiler - generatorer og motorer. Selvom Ampere-styrken mere sandsynligt handler her. Men disse værdier kan betragtes som tilstødende. Imidlertid er dette komplekse anordninger, under hvilke driften af effekten af mange fysiske fænomener observeres.
- I acceleratorer for ladede partikler for at give dem bane og retninger.
konklusion
Sådan opsummeres og skitseres de fire hovedpunkter i denne artikel på simpelt sprog:
- Lorentz-kraften virker på ladede partikler, der bevæger sig i et magnetfelt. Dette følger af den grundlæggende formel.
- Det er direkte proportionalt med hastigheden af en ladet partikel og magnetisk induktion.
- Påvirker ikke partikelhastigheden.
- Påvirker retning af partiklen.
Dens rolle er ret stor i de "elektriske" områder. Specialisten bør ikke miste de grundlæggende teoretiske oplysninger om de grundlæggende fysiske love af syne. Denne viden er nyttig såvel som dem, der beskæftiger sig med videnskabeligt arbejde, design og bare til generel udvikling.
Endelig anbefaler vi at se nyttige videoer for at konsolidere det studerede materiale:
Nu ved du hvad Lorentz-kraften er, hvad den er lig med, og hvordan den virker på ladede partikler. Hvis du har spørgsmål, kan du stille dem i kommentarerne under artiklen!
Relaterede materialer:
Indlæser ...
