Kas ir Lorenca spēks, kāds ir šī spēka lielums un virzieni
Definīcija
Kad elektroni pārvietojas pa vadītāju, ap to rodas magnētiskais lauks. Tajā pašā laikā, ievietojot vadītāju šķērseniskā magnētiskā laukā un pārvietojot to, rodas elektromagnētiskās indukcijas EML. Ja caur vadītāju, kas atrodas magnētiskajā laukā, plūst strāva, uz to iedarbojas ampēras spēks.
Tās vērtība ir atkarīga no plūstošās strāvas, diriģenta garuma, magnētiskās indukcijas vektora lieluma un leņķa sinusa starp magnētiskā lauka un vadītāja līnijām. To aprēķina pēc formulas:
Apskatāmais spēks ir nedaudz līdzīgs iepriekš apskatītajam, taču tas nedarbojas uz vadītāju, bet gan uz kustīgu lādētu daļiņu magnētiskajā laukā. Formula ir šāda:
Svarīgi! Lorenca spēks (FL) iedarbojas uz elektronu, kas pārvietojas magnētiskajā laukā, un uz vadītāju - Ampere.
No abām formulām var redzēt, ka pirmajā un otrajā gadījumā, jo tuvāk alfa leņķa sinuss ir 90 grādi, jo lielāka ir attiecīgi ietekme uz vadītāju vai lādiņu Fa vai Fl.
Tātad Lorenca spēku raksturo nevis ātruma lieluma izmaiņas, bet gan magnētiskā lauka ietekme uz uzlādētu elektronu vai pozitīvu jonu. Saskaroties ar tiem, FL neveic darbu. Attiecīgi mainās uzlādētās daļiņas kustības ātruma virziens, nevis tās lielums.
Attiecībā uz Lorenca spēka mērvienību, tāpat kā citu fizikas spēku gadījumā, izmanto tādu daudzumu kā Ņūtons. Tās sastāvdaļas:
Kā tiek virzīts Lorenca spēks
Lai noteiktu Lorenca spēka virzienu, tāpat kā Ampere spēkam, darbojas kreisās rokas likums. Tas nozīmē, ka, lai saprastu, kur tiek novirzīta Fl vērtība, ir jāatver kreisās puses plauksta, lai magnētiskās indukcijas līnijas nonāk rokā, un iegarenie četri pirksti norāda ātruma vektora virzienu. Tad īkšķis, kas ir saliekts taisnā leņķī pret plaukstu, norāda Lorenca spēka virzienu. Zemāk redzamajā attēlā redzat, kā noteikt virzienu.
Uzmanību! Lorenca darbības virziens ir perpendikulārs daļiņas kustībai un magnētiskās indukcijas līnijām.
Tajā pašā laikā, precīzāk sakot, pozitīvi un negatīvi uzlādētām daļiņām ir svarīgs četru pagarināto pirkstu virziens. Iepriekš aprakstītais kreisās puses noteikums ir formulēts pozitīvai daļiņai.Ja tas ir negatīvi uzlādēts, magnētiskās indukcijas līnijas nav jāvirza nevis uz atvērto plaukstu, bet gan uz tās aizmuguri, un vektora Fl virziens būs pretējs.
Tagad vienkāršiem vārdiem mēs pastāstīsim, ko šī parādība mums dod un kāda ir tās reālā ietekme uz maksām. Pieņemsim, ka elektrons pārvietojas plaknē, kas ir perpendikulāra magnētiskās indukcijas līniju virzienam. Mēs jau minējām, ka Fl neietekmē ātrumu, bet tikai maina daļiņu kustības virzienu. Tad Lorenca spēkam būs centripetāls efekts. Tas ir atspoguļots attēlā zemāk.
Pieteikums
No visām jomām, kurās tiek izmantots Lorenca spēks, viena no lielākajām ir daļiņu kustība zemes magnētiskajā laukā. Ja mēs uzskatām savu planētu par lielu magnētu, tad daļiņas, kas atrodas netālu no ziemeļu magnētiskajiem poliem, paātrinātu kustību veic spirālē. Tā rezultātā tie saduras ar atomiem no atmosfēras augšējiem slāņiem, un mēs redzam ziemeļblāzmu.
Tomēr ir arī citi gadījumi, kad šī parādība attiecas. Piemēram:
- Katodstaru lampas. To elektromagnētiskās novirzes sistēmās. CRT tiek izmantoti vairāk nekā 50 gadus pēc kārtas dažādās ierīcēs, sākot no vienkāršākā osciloskopa un beidzot ar dažādu formu un izmēru televizoriem. Interesanti, ka daži joprojām krāsu atveidošanas un grafikas jautājumos izmanto CRT monitorus.
- Elektromobiļi - ģeneratori un motori. Lai gan šeit drīzāk darbojas Ampere spēks. Bet šīs vērtības var uzskatīt par blakus esošām. Tomēr šīs ir sarežģītas ierīces, kuru darbības laikā tiek novērota daudzu fizisku parādību ietekme.
- Lādētu daļiņu paātrinātājos, lai dotu tām orbītas un virzienus.
Secinājums
Apkopot un ieskicēt šī raksta četrus galvenos punktus vienkāršā valodā:
- Lorenca spēks iedarbojas uz uzlādētām daļiņām, kas pārvietojas magnētiskajā laukā. Tas izriet no pamata formulas.
- Tas ir tieši proporcionāls uzlādētas daļiņas ātrumam un magnētiskajai indukcijai.
- Neietekmē daļiņu ātrumu.
- Ietekmē daļiņas virzienu.
Tā loma ir diezgan liela “elektriskajās” zonās. Speciālistam nevajadzētu aizmirst pamata teorētisko informāciju par fizikālajiem pamatlikumiem. Šīs zināšanas ir noderīgas, kā arī tiem, kas nodarbojas ar zinātnisko darbu, projektēšanu un tikai vispārīgai attīstībai.
Visbeidzot, iesakām noskatīties noderīgus videoklipus, lai apkopotu izpētīto materiālu:
Tagad jūs zināt, kas ir Lorenca spēks, ar ko tas ir vienāds un kā tas darbojas uz uzlādētajām daļiņām. Ja jums ir jautājumi, uzdodiet tos komentāros zem raksta!
Saistītie materiāli:
Notiek ielāde ...
