Hva er Lorentz-styrken, hva er størrelsen og retningene til denne styrken
Definisjon
Når elektroner beveger seg langs en leder, oppstår et magnetfelt rundt den. På samme tid, hvis du plasserer lederen i et tverrgående magnetfelt og beveger den, vil EMF for elektromagnetisk induksjon oppstå. Hvis en strøm strømmer gjennom en leder som er i et magnetfelt, virker en ampere-kraft på den.
Verdien avhenger av den flytende strømmen, lederens lengde, magneten til magnetisk induksjonsvektor og sinus av vinkelen mellom linjene i magnetfeltet og lederen. Det beregnes med formelen:
Kraften som tas i betraktning er noe lik den som er vurdert over, men virker ikke på lederen, men på en bevegelig ladet partikkel i et magnetfelt. Formelen er:
Viktig! Lorentz-kraften (FL) virker på et elektron som beveger seg i et magnetfelt, og på lederen - Ampere.
Fra de to formlene kan man se at jo nærmere sinus av vinkelen alfa til 90 grader i første og andre tilfelle, desto større er effekten på henholdsvis leder eller ladning Fa eller Fl.
Så Lorentz-kraften er ikke preget av en endring i hastighetenes størrelse, men av effekten av et magnetfelt på et ladet elektron eller positivt ion. Når FL blir utsatt for dem, utfører ikke arbeid. Følgelig er det retningen for bevegelseshastigheten til den ladede partikkel som endres, og ikke dens størrelse.
Når det gjelder måleenheten av Lorentz-kraften, som for andre krefter i fysikken, brukes en mengde som Newton. Dens komponenter:
Hvordan styrken til Lorentz styres
For å bestemme retningen til Lorentz-styrken, som med Ampere-styrken, fungerer regelen om venstre hånd. Dette betyr at for å forstå hvor Fl-verdien er rettet, må man åpne venstre håndflate slik at magnetiske induksjonslinjer kommer inn i hånden, og de langstrakte fire fingrene indikerer hastigheten på hastighetsvektoren. Da indikerer tommelen, bøyd i rett vinkel mot håndflaten, retningen til Lorentz-styrken. På bildet under ser du hvordan du bestemmer retningen.
Merk følgende! Retningen til Lorentz-handlingen er vinkelrett på bevegelsen til partikkelen og magnetisk induksjonslinjer.
For å være mer presis, for positivt og negativt ladede partikler, betyr retningen på fire forlengede fingre samtidig. Den ovenfor beskrevne venstre regelen er formulert for en positiv partikkel.Hvis den er negativt ladet, bør magnetiske induksjonslinjer ikke rettes mot den åpne håndflaten, men mot baksiden, og retningen til vektoren Fl vil være motsatt.
Nå vil vi fortelle med enkle ord hva dette fenomenet gir oss og hvilken reell innvirkning det har på ladningene. Anta at et elektron beveger seg i et plan vinkelrett på retningen på linjene for magnetisk induksjon. Vi har allerede nevnt at Fl ikke påvirker hastigheten, men bare endrer bevegelsesretningen til partiklene. Da vil Lorentz-styrken ha en centripetal effekt. Dette gjenspeiles i figuren nedenfor.
søknad
Av alle områdene der Lorentz-styrken brukes, er en av de største bevegelsen av partikler i magnetfeltet på jorden. Hvis vi betrakter planeten vår som en stor magnet, gjør partiklene som er i nærheten av de nordlige magnetpolene, akselerert bevegelse i en spiral. Som et resultat av dette kolliderer de med atomer fra de øvre lagene i atmosfæren, og vi ser nordlyset.
Imidlertid er det andre tilfeller der dette fenomenet gjelder. For eksempel:
- Katodestrålerør. I deres elektromagnetiske avbøyningssystemer. CRT-er har blitt brukt i mer enn 50 år på rad i forskjellige enheter, fra det enkleste oscilloskopet til TV-apparater i forskjellige former og størrelser. Det er underlig at noen fortsatt bruker CRT-skjermer når det gjelder fargegjengivelse og arbeid med grafikk.
- Elbiler - generatorer og motorer. Selv om Ampere er mer sannsynlig å handle her. Men disse verdiene kan betraktes som tilstøtende. Imidlertid er dette komplekse innretninger under bruken av effekten av mange fysiske fenomener.
- I akseleratorer av ladede partikler for å gi dem baner og retninger.
Konklusjon
Slik oppsummerer og skisserer de fire hovedpunktene i denne artikkelen på enkelt språk:
- Lorentz-kraften virker på ladede partikler som beveger seg i et magnetfelt. Dette følger av den grunnleggende formelen.
- Den er direkte proporsjonal med hastigheten på en ladet partikkel og magnetisk induksjon.
- Påvirker ikke partikkelhastigheten.
- Påvirker retningen på partikkelen.
Dens rolle er ganske stor i de "elektriske" områdene. Spesialisten skal ikke miste synet av grunnleggende teoretiske opplysninger om de grunnleggende fysiske lovene. Denne kunnskapen vil være nyttig, så vel som de som driver med vitenskapelig arbeid, design og bare for generell utvikling.
Til slutt anbefaler vi å se nyttige videoer for å konsolidere det studerte materialet:
Nå vet du hva Lorentz-kraften er, hva den er lik og hvordan den virker på ladede partikler. Hvis du har spørsmål, kan du stille dem i kommentarene under artikkelen!
Relaterte materialer:
Laster ...
