Lorentz kuvveti nedir, bu kuvvetin büyüklüğü ve yönü nedir
tanım
Elektronlar bir iletken boyunca hareket ettiğinde etrafında manyetik bir alan oluşur. Aynı zamanda, iletkeni enine bir manyetik alana yerleştirir ve hareket ettirirseniz, elektromanyetik indüksiyonun EMF'si ortaya çıkar. Manyetik alandaki bir iletkenden bir akım akarsa, üzerine bir Amper kuvveti etki eder.
Değeri akan akıma, iletkenin uzunluğuna, manyetik indüksiyon vektörünün büyüklüğüne ve manyetik alan ve iletken çizgileri arasındaki açının sinüsüne bağlıdır. Formül ile hesaplanır:
Söz konusu kuvvet kısmen yukarıda belirtilene benzer, ancak iletken üzerinde değil, manyetik bir alanda hareketli yüklü bir parçacık üzerinde etki eder. Formül:
Önemli! Lorentz kuvveti (FL) manyetik alanda hareket eden bir elektrona ve iletken - Ampere üzerine etki eder.
İki formülden, birinci ve ikinci durumda, alfa açısının sinüsü 90 dereceye ne kadar yakın olursa, iletken veya Fa veya Fl yükü üzerindeki etki o kadar büyük olur.
Bu nedenle, Lorentz kuvveti, hızın büyüklüğünde bir değişiklik ile değil, manyetik bir alanın yüklü bir elektron veya pozitif iyon üzerindeki etkisi ile karakterizedir. Onlara maruz kaldıklarında FL iş yapmaz. Buna göre, yüklü parçacığın büyüklüğü değil, hareket hızının yönü tam olarak doğrudur.
Lorentz kuvvetinin ölçü birimine gelince, fizikteki diğer kuvvetlerde olduğu gibi Newton gibi bir miktar kullanılır. Bileşenleri:
Lorentz'in gücü nasıl yönlendirilir?
Amper kuvvetinde olduğu gibi Lorentz kuvvetinin yönünü belirlemek için sol elin kuralı çalışır. Bu, Fl değerinin nereye yönlendirildiğini anlamak için, manyetik indüksiyon çizgilerinin ele girmesi ve uzatılmış dört parmağın hız vektörünün yönünü göstermesi için sol elin avucunu açması gerektiği anlamına gelir. Daha sonra avuç için dik bir açıyla bükülen başparmak, Lorentz kuvvetinin yönünü gösterir. Aşağıdaki resimde yönün nasıl belirleneceğini görüyorsunuz.
Uyarı! Lorentz hareketinin yönü, parçacığın hareketine ve manyetik indüksiyon çizgilerine diktir.
Bu durumda, daha hassas olmak gerekirse, pozitif ve negatif yüklü parçacıklar için, dört uzatılmış parmağın yönü önemlidir. Yukarıda tarif edilen sol el kuralı, pozitif bir parçacık için formüle edilmiştir.Negatif yüklü ise, manyetik indüksiyon çizgileri açık avuç içine değil, arka tarafına yönlendirilmelidir ve Fl vektörünün yönü ters olacaktır.
Şimdi, bu fenomenin bize ne verdiğini ve bunun suçlamalar üzerindeki gerçek etkisini basit bir şekilde anlatacağız. Bir elektronun manyetik indüksiyon çizgilerinin yönüne dik bir düzlemde hareket ettiğini varsayalım. Fl'nin hızı etkilemediğini, sadece parçacıkların hareket yönünü değiştirdiğini daha önce belirtmiştik. Sonra Lorentz kuvveti merkezcil bir etkiye sahip olacaktır. Bu, aşağıdaki şekilde yansıtılmaktadır.
uygulama
Lorentz kuvvetinin kullanıldığı tüm alanlardan en büyüğü, yeryüzünün manyetik alanındaki parçacıkların hareketidir. Gezegenimizi büyük bir mıknatıs olarak düşünürsek, kuzey manyetik kutuplarına yakın olan parçacıklar bir sarmalda hızlandırılmış hareket yapar. Bunun bir sonucu olarak, üst atmosferdeki atomlarla çarpışırlar ve kuzey ışıklarını görürüz.
Bununla birlikte, bu fenomenin uygulandığı başka durumlar da vardır. Örneğin:
- Katot ışın tüpleri. Elektromanyetik sapma sistemlerinde. CRT'ler, en basit osiloskoptan çeşitli şekil ve boyutlardaki televizyonlara kadar çeşitli cihazlarda arka arkaya 50 yıldan fazla bir süredir kullanılmaktadır. Renk oluşturma ve grafiklerle çalışma konularında, bazılarının hala CRT monitörleri kullanması ilginçtir.
- Elektrikli otomobiller - jeneratörler ve motorlar. Her ne kadar Ampere gücünün burada hareket etme olasılığı daha yüksektir. Ancak bu değerler bitişik olarak kabul edilebilir. Bununla birlikte, bunlar operasyon sırasında birçok fiziksel fenomenin etkisinin gözlendiği karmaşık cihazlardır.
- Yüklü parçacıkların hızlandırıcılarında yörüngeler ve yönler vermek için.
Sonuç
Bu makalenin dört ana noktasını basit bir dilde özetlemek ve özetlemek için:
- Lorentz kuvveti, manyetik alanda hareket eden yüklü parçacıklara etki eder. Bu temel formülden gelir.
- Yüklü bir parçacığın hızı ve manyetik indüksiyon ile doğru orantılıdır.
- Parçacık hızını etkilemez.
- Parçacığın yönünü etkiler.
Rolü "elektrik" alanlarında oldukça büyüktür. Uzman, temel fiziksel yasalar hakkında temel teorik bilgileri gözden kaçırmamalıdır. Bu bilgi, bilimsel çalışma, tasarım ve sadece genel gelişim için çalışanların yanı sıra faydalıdır.
Son olarak, incelenen materyali birleştirmek için yararlı videolar izlemenizi öneririz:
Artık Lorentz kuvvetinin ne olduğunu, neye eşit olduğunu ve yüklü parçacıklara nasıl etki ettiğini biliyorsunuz. Sorularınız varsa, makalenin altındaki yorumlarda sorun!
İlgili malzemeler:
Yükleniyor ...
