Lorenco jėga magnetinio lauko formulėje. Lorenco jėga

ŠVIETIMO IR MOKSLO MINISTERIJA

RUSIJOS FEDERACIJA

FEDERALINĖS VALSTYBĖS BIUDŽETO AUKŠTOJO PROFESINIO MOKYMO INSTITUCIJA

"KURGANO VALSTYBINIS UNIVERSITETAS"

SANTRAUKA

Dalyko „Fizika“ tema: „Lorenco jėgos taikymas“

Baigė: T-10915 grupės mokinys Logunova M.V.

Mokytojas Vorontsovas B.S.

Kurganas 2016 m

3 įvadas

1. Lorenco jėgos panaudojimas 4

1.1. Elektronų pluošto įtaisai 4

1.2 Masių spektrometrija 5

1,3 MHD generatorius 7

1.4 Cyclotron 8

10 išvada

Literatūra 11

Įvadas

Lorenco jėga- jėga, kuria elektromagnetinis laukas, pagal klasikinę (nekvantinę) elektrodinamiką, veikia taškinio krūvio dalelę. Kartais Lorenco jėga vadinama jėga, veikiančia judantį objektą greičiu υ mokestis q tik iš magnetinio lauko pusės, dažnai visa jėga- iš elektros pusės magnetinis laukas apskritai, kitaip tariant, iš elektros pusės E imagnetinis B laukus.

Tarptautinėje vienetų sistemoje (SI) jis išreiškiamas taip:

F L = qυ B sin α

Jis pavadintas olandų fiziko Hendriko Lorentzo vardu, kuris 1892 m. išvedė šios jėgos išraišką. Prieš trejus metus prieš Lorenzą teisingą posakį rado O. Heaviside.

Makroskopinis Lorenco jėgos pasireiškimas yra Ampero jėga.

Naudojant Lorenco jėgą

Magnetinio lauko poveikis judančioms įkrautoms dalelėms yra labai plačiai naudojamas technikoje.

Pagrindinis Lorenco jėgos pritaikymas (tiksliau, ypatingas atvejis – Ampero jėga) yra elektros mašinos (elektros varikliai ir generatoriai). Lorenco jėga plačiai naudojama elektroniniuose prietaisuose, siekiant paveikti įkrautas daleles (elektronus, o kartais ir jonus), pavyzdžiui, televizijoje. katodinių spindulių vamzdžiai, V masių spektrometrija Ir MHD generatoriai.

Taip pat šiuo metu sukurtame eksperimentinės patalpos Norint atlikti kontroliuojamą termobranduolinę reakciją, magnetinio lauko poveikis plazmai yra susukamas į laidą, kuris neliečia darbo kameros sienelių. Įkrautų dalelių žiedinis judėjimas vienodame magnetiniame lauke ir tokio judėjimo periodo nepriklausomybė nuo dalelių greičio naudojami cikliniuose įkrautų dalelių greitintuvuose - ciklotronai.

1. Elektronų pluošto įtaisai

Elektroninio pluošto prietaisai (EBD) – vakuumo klasė elektroniniai prietaisai, kuriame naudojamas elektronų srautas, koncentruotas vieno pluošto arba pluoštų pluošto pavidalu, kurių intensyvumas (srovė) ir padėtis erdvėje yra valdomi ir sąveikauja su stacionariu erdvės taikiniu (ekranu). prietaisas. Pagrindinė ELP taikymo sritis yra optinės informacijos konvertavimas į elektrinius signalus ir atvirkštinis elektrinio signalo pavertimas optiniu signalu - pavyzdžiui, į matomą televizijos vaizdą.

Į katodinių spindulių prietaisų klasę neįeina rentgeno lempos, fotoelementai, fotodaugintuvai, dujų išlydžio įtaisai (dekatronai) ir priimantys bei stiprinantys elektronų vamzdžiai (pluošto tetrodai, elektriniai vakuuminiai indikatoriai, lempos su antrine emisija ir kt.) srovių pluošto forma.

Elektronų pluošto įtaisas susideda iš mažiausiai trijų pagrindinių dalių:

Elektroninis prožektorius (pistoletas) formuoja elektronų pluoštą (arba spindulių pluoštą, pavyzdžiui, tris pluoštus spalvotame vaizdo vamzdyje) ir valdo jo intensyvumą (srovę);

Nukreipimo sistema valdo spindulio erdvinę padėtį (jo nukrypimą nuo prožektoriaus ašies);

Priėmimo ELP taikinys (ekranas) paverčia pluošto energiją į šviesos srautą matomas vaizdas;

Bendrieji prietaiso veikimo principai.

CRT cilindre sukuriamas gilus vakuumas. Norint sukurti elektronų pluoštą, naudojamas prietaisas, vadinamas elektronų pistoletu. Kaitinamojo siūlelio įkaitintas katodas skleidžia elektronus. Keisdami valdymo elektrodo (moduliatoriaus) įtampą, galite pakeisti elektronų pluošto intensyvumą ir atitinkamai vaizdo ryškumą. Palikę ginklą, elektronai greitinami anodu. Tada sija praeina per nukreipimo sistemą, kuri gali pakeisti spindulio kryptį. Televizijos CRT naudoja magnetinio nukreipimo sistemą, nes ji užtikrina didelius nukreipimo kampus. Oscilografiniuose CRT naudojama elektrostatinė nukreipimo sistema, nes ji užtikrina didesnį našumą. Elektronų pluoštas patenka į ekraną, padengtą fosforu. Elektronų bombarduojamas fosforas švyti, o greitai judanti kintamo ryškumo dėmė sukuria vaizdą ekrane.

Lorenco jėga taip pat naudojama prietaisuose, vadinamuose masės spektrografais, kurie skirti atskirti įkrautas daleles pagal specifinius jų krūvius.(masių spektroskopija, masių spektrografija, masių spektrinė analizė, masių spektrometrinė analizė) – medžiagos tyrimo metodas, pagrįstas jonų, susidarančių jonizuojant dominančius mėginio komponentus, santykiu. Vienas iš galingiausių kokybinio medžiagų identifikavimo būdų, leidžiantis nustatyti ir kiekybinį. Galima sakyti, kad masės spektrometrija yra mėginio molekulių „svėrimas“.

Paprasčiausio masės spektrografo schema parodyta 2 pav.

1 kameroje, iš kurios buvo pašalintas oras, yra jonų šaltinis 3. Kameroje yra tolygus magnetinis laukas, kurio kiekviename taške indukcija B⃗B→ yra statmena brėžinio plokštumai ir nukreipta į mus. (1 paveiksle šis laukas pažymėtas apskritimais). Tarp elektrodų A ir B veikia greitinanti įtampa, kurios įtakoje iš šaltinio skleidžiami jonai įsibėgėja ir tam tikru greičiu patenka į magnetinį lauką statmenai indukcijos linijoms. Judėdami magnetiniame lauke apskritimo lanku, jonai patenka ant 2 fotografinės plokštės, kuri leidžia nustatyti šio lanko spindulį R. Žinant magnetinio lauko indukciją B ir jonų greitį υ, pagal formulę

(1)

galima nustatyti specifinį jonų krūvį. Ir jei žinomas jono krūvis, galima apskaičiuoti jo masę.

Masių spektrometrijos istorija prasidėjo nuo XX amžiaus pradžioje atliktų J. J. Thomsono eksperimentų. Metodo pavadinime esanti pabaiga „-metrija“ atsirado po plačiai paplitusio perėjimo nuo įkrautų dalelių aptikimo naudojant fotografines plokšteles prie elektrinių jonų srovių matavimų.

Masių spektrometrija ypač plačiai naudojama organinių medžiagų analizei, nes ji leidžia patikimai identifikuoti ir palyginti paprastas, ir sudėtingas molekules. Vienintelis bendras reikalavimas – kad molekulė būtų jonizuojama. Tačiau iki šiol jis buvo išrastas

Yra tiek daug būdų, kaip jonizuoti mėginio komponentus, todėl masės spektrometrija gali būti laikoma beveik viską apimančiu metodu.

3 MHD generatorius

MHD generatoriaus, kaip ir įprasto mašininio generatoriaus, veikimo principas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos reiškiniu, tai yra srovės atsiradimu laidininke, kertančiame magnetinio lauko linijas. Skirtingai nuo mašinų generatorių, MHD generatoriaus laidininkas yra pats darbinis skystis.

Darbinis skystis juda per magnetinį lauką, o veikiant magnetiniam laukui atsiranda priešingos krypties priešingų ženklų krūvininkų srautai.

Lorenco jėga veikia įkrautą dalelę.

Šios terpės gali būti MHD generatoriaus darbinis skystis:

Pirmieji MHD generatoriai naudojo elektrai laidžius skysčius (elektrolitus) kaip darbinį skystį. Šiuo metu naudojama plazma, kurioje krūvininkai daugiausia yra laisvieji elektronai ir teigiami jonai. Veikiami magnetinio lauko, krūvininkai nukrypsta nuo trajektorijos, kuria dujos judėtų, jei lauko nebūtų. Tokiu atveju stipriame magnetiniame lauke gali atsirasti Holo laukas (žr. Holo efektą) – elektrinis laukas, susidarantis dėl įkrautų dalelių susidūrimų ir poslinkių magnetiniam laukui statmenoje plokštumoje.

4 Ciklotronas

Ciklotronas – tai nereliatyvistinių sunkiųjų dalelių (protonų, jonų) rezonansinis ciklinis greitintuvas, kuriame dalelės juda pastoviame ir vienodame magnetiniame lauke, o joms pagreitinti naudojamas pastovaus dažnio aukšto dažnio elektrinis laukas.

Ciklotrono jungimo schema parodyta 3 pav. Sunkiai įkrautos dalelės (protonai, jonai) patenka į kamerą iš injektoriaus, esančio šalia kameros centro ir yra pagreitinamos kintamo fiksuoto dažnio lauko, taikomo greitinamiesiems elektrodams (jų yra du ir jie vadinami dees). Dalelės, kurių krūvis Ze ir masė m, juda pastoviame B intensyvumo magnetiniame lauke, nukreiptame statmenai dalelių judėjimo plokštumai, išsivyniojančia spirale. Dalelės, kurios greitis v, trajektorijos spindulys R nustatomas pagal formulę

kur γ = -1/2 yra reliatyvistinis koeficientas.

(2)

Paskutiniame spiralės posūkyje įjungiamas nukreipiantis elektrinis laukas, kuris išveda spindulį. Dėl magnetinio lauko pastovumo ir greitėjančio lauko dažnio galimas nuolatinis pagreitis. Kai kurios dalelės juda išoriniais spiralės posūkiais, kitos yra kelio viduryje, o kitos tik pradeda judėti.

Ciklotrono trūkumas yra iš esmės nereliatyvistinių dalelių energijų ribojimas, nes net ir nelabai didelės reliatyvistinės pataisos (γ nuokrypiai nuo vieneto) sutrikdo pagreičio sinchronizmą skirtinguose posūkiuose, o dalelės su žymiai padidinta energija nebespėja pagreičiui reikalingo elektrinio lauko fazėje patenka į tarpą tarp dees . Įprastuose ciklotronuose protonai gali būti pagreitinti iki 20-25 MeV.

Norint pagreitinti sunkiąsias daleles spiralės režimu iki dešimtis kartų didesnės energijos (iki 1000 MeV), ciklotrono modifikacija, vadinama izochroninis(reliatyvistinis) ciklotronas, taip pat fasotronas. Izochroniniuose ciklotronuose reliatyvistinį poveikį kompensuoja radialinis magnetinio lauko padidėjimas.

Išvada

Paslėptas tekstas

Išvada raštu (paprasčiausia visose pirmos dalies pastraipose – veikimo principai, apibrėžimai)

Naudotos literatūros sąrašas

Vikipedija [ Elektroninis šaltinis]: Lorenco jėga. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Lorentz_Force

Vikipedija [Elektroninis išteklius]: Magnetohidrodinaminis generatorius. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Magnetohydrodynamic_generator

Wikipedia [elektroninis išteklius]: elektronų pluošto įrenginiai. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Electron-beam_devices

Vikipedija [Elektroninis išteklius]: Masių spektrometrija.

URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Masių spektrometrija

Branduolinė fizika internete [Elektroninis išteklius]: Cyclotron. URL: http://nuclphys.sinp.msu.ru/experiment/accelerators/ciclotron.htm

Akademikas [Elektroninis išteklius]: Magnetohidrodinaminis generatorius //URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/MAGNETOHYDRODYNAMIC

Magnetinio lauko poveikis judančioms įkrautoms dalelėms yra labai plačiai naudojamas technikoje.

Pavyzdžiui, elektronų pluošto nukreipimas televizoriaus vaizdo vamzdeliuose atliekamas naudojant magnetinį lauką, kurį sukuria specialios ritės. Daugelis elektroninių prietaisų naudoja magnetinį lauką, kad sufokusuotų įkrautų dalelių pluoštus.

Šiuo metu sukurtose eksperimentinėse instaliacijose įgyvendinamos kontroliuojamos termobranduolinė reakcija Magnetinio lauko poveikis plazmai naudojamas susukti į laidą, kuris neliečia darbo kameros sienelių. Įkrautų dalelių žiedinis judėjimas vienodame magnetiniame lauke ir tokio judėjimo periodo nepriklausomybė nuo dalelių greičio naudojami cikliniuose įkrautų dalelių greitintuvuose - ciklotronai.

Lorenco jėga taip pat naudojama įrenginiuose, vadinamuose masių spektrografai, kurie skirti atskirti įkrautas daleles pagal specifinius jų krūvius.

Paprasčiausio masės spektrografo schema parodyta 1 pav.

1 kameroje, iš kurios buvo išpumpuotas oras, yra jonų šaltinis 3. Kameroje yra tolygus magnetinis laukas, kurio kiekviename taške indukcija \(~\vec B\) yra statmena plokštumai. piešinį ir nukreiptas į mus (1 paveiksle šis laukas pažymėtas apskritimais) . Tarp elektrodų A ir B veikia greitinanti įtampa, kurios įtakoje iš šaltinio skleidžiami jonai pagreitėja ir tam tikru greičiu patenka į magnetinį lauką statmenai indukcijos linijoms. Judėdami magnetiniame lauke apskritimo lanku, jonai krenta ant fotografinės plokštės 2, kuri leidžia nustatyti spindulį Ršis lankas. Žinodami magnetinio lauko indukciją IN ir greitis υ jonų, pagal formulę

\(~\frac q m = \frac (v)(RB)\)

galima nustatyti specifinį jonų krūvį. Ir jei žinomas jono krūvis, galima apskaičiuoti jo masę.

Literatūra

Aksenovičius L. A. Fizika in vidurinę mokyklą: teorija. Užduotys. Testai: Vadovėlis. pašalpa bendrojo lavinimo įstaigoms. aplinka, švietimas / L. A. Aksenovičius, N. N. Rakina, K. S. Farino; Red. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsiya i vyakhavanne, 2004. - P. 328.

Visų kitų pirštų atžvilgiu toje pačioje plokštumoje kaip ir delnas.

Įsivaizduokite, kad keturi delno pirštai, kuriuos laikote kartu, yra nukreipti kryptimi krūvio judėjimo greitis, jei jis teigiamas, arba greičio priešingybė kryptimi, jei mokestis .

Jėga Lorencas gali būti lygus nuliui ir neturi vektorinio komponento. Tai atsitinka, kai įkrautos dalelės trajektorija yra lygiagreti magnetinio lauko linijoms. Šiuo atveju dalelė turi tiesus kelias judėjimas ir pastovus. Jėga Lorencas niekaip neįtakoja dalelės judėjimo, nes šiuo atveju jos visai nėra.

Pačioje paprastas atvejisįkrautos dalelės judėjimo trajektorija yra statmena magnetinio lauko linijoms. Tada jėgos Lorencas sukuria įcentrinis pagreitis, priversdamas įkrautą dalelę judėti ratu.

Atkreipkite dėmesį

Lorenco jėgą 1892 m. atrado fizikas iš Olandijos Hendrikas Lorentzas. Šiandien jis gana dažnai naudojamas įvairiuose elektros prietaisuose, kurių veikimas priklauso nuo judančių elektronų trajektorijos. Pavyzdžiui, tai yra televizorių ir monitorių katodinių spindulių lempos. Visų rūšių greitintuvai, kurie pagreitina įkrautas daleles iki didžiulio greičio, naudodami Lorenco jėgą, nustato jų judėjimo orbitas.

Naudingi patarimai

Ypatingas Lorenco jėgos atvejis yra Ampero jėga. Jo kryptis apskaičiuojama naudojant kairiosios rankos taisyklę.

Šaltiniai:

• Lorenco jėga
• Lorenco jėgos kairės rankos taisyklė

Gana logiška ir suprantama, kad skirtingose ​​tako vietose kūno greitis yra netolygus, kai kur jis greitesnis, o kai kur lėtesnis. Norint išmatuoti kūno greičio pokyčius per tam tikrą laiką, sąvoka " pagreitis“. Pagal pagreitis m reiškia kūno objekto judėjimo greičio kitimą per tam tikrą laikotarpį, per kurį įvyko greičio pokytis.

Jums reikės

• Žinoti objekto judėjimo greitį skirtingose ​​srityse skirtingu laikotarpiu.

Instrukcijos

Pagreičio nustatymas vienodam pagreičiui.
Šis judesio tipas yra toks, kad objektas įsibėgėja ta pačia verte vienodai. Tegul vienu iš judėjimo momentų t1 jo judėjimas bus v1, o momentu t2 greitis būtų v2. Tada objektą galima apskaičiuoti pagal formulę:
a = (v2-v1)/(t2-t1)

Magnetinė indukcija yra vektorinis kiekis, todėl, be absoliučios vertės, charakterizuojama kryptimi. Norėdami jį rasti, turite rasti polius nuolatinis magnetas arba magnetinį lauką sukuriančios srovės kryptis.

Jums reikės

• - atskaitos magnetas;
• - srovės šaltinis;
• - dešinysis antgalis;
• - tiesioginis laidininkas;
• - ritė, vielos posūkis, solenoidas.

Instrukcijos

magnetinis indukcija. Norėdami tai padaryti, suraskite jį ir stulpą. Paprastai magnetas turi mėlyna, o pietinė ¬– . Jei magneto poliai nežinomi, paimkite etaloninį magnetą ir pastatykite jo šiaurinį polių šalia nežinomo. Galas, traukiamas prie etaloninio magneto šiaurinio poliaus, bus magneto, kurio lauko indukcija matuojama, polius. Linijos magnetinis indukcija išeiti iš šiaurės ašigalį ir yra įtraukti į Pietų ašigalis. Vektorius kiekviename taške linija eina liestinės linijos kryptimi.

Nustatykite vektoriaus kryptį magnetinis indukcija tiesus laidininkas su srove. Srovė teka iš teigiamo šaltinio poliaus į neigiamą polių. Paimkite antgalį, kuris užsisuka, kai pasukamas pagal laikrodžio rodyklę, jis vadinamas dešiniuoju. Pradėkite jį sukti ta kryptimi, kuria srovė teka laidininke. Sukant rankeną bus parodyta uždarų apskritų linijų kryptis magnetinis indukcija. Vektorius magnetinis indukcijašiuo atveju jis bus apskritimo liestinė.

Raskite srovę nešančios ritės magnetinio lauko kryptį arba . Norėdami tai padaryti, prijunkite laidininką prie srovės šaltinio. Paimkite dešinįjį žiedą ir pasukite jo rankeną srovės, tekančios per posūkius, kryptimi nuo teigiamo srovės šaltinio poliaus iki neigiamo. Judėjimas į priekį antgalio strypas parodys kryptį elektros linijos magnetinis laukas. Pavyzdžiui, jei antgalio rankena yra srovės kryptimi prieš laikrodžio rodyklę (į kairę), tada ji, atsukdama, palaipsniui juda link stebėtojo. Todėl magnetiniai laukai taip pat yra nukreipti į stebėtoją. Posūkio, ritės ar solenoido viduje magnetinio lauko linijos yra tiesios ir sutampa kryptimi bei absoliučia verte su vektoriumi magnetinis indukcija.

Naudingi patarimai

Kaip dešiniąją rankinę, galite naudoti įprastą kamščiatraukį buteliams atidaryti.

Indukcija atsiranda laidininke, kai jis kerta lauko linijas, jei jis yra judinamas magnetiniame lauke. Indukcijai būdinga kryptis, kurią galima nustatyti pagal nustatytas taisykles.

Jums reikės

• - laidininkas su srove magnetiniame lauke;
• - sraigtas arba varžtas;
• - solenoidas su srove magnetiniame lauke;

Instrukcijos

Norėdami sužinoti indukcijos kryptį, turėtumėte naudoti vieną iš dviejų: antgalio taisyklę arba taisyklę dešine ranka. Pirmasis daugiausia skirtas tiesiam laidui, tekančiam srovę. Dešiniosios rankos taisyklė taikoma srovės tiekimo ritei arba solenoidui.

Norėdami sužinoti indukcijos kryptį naudodamiesi apvado taisykle, nustatykite laido poliškumą. Srovė visada teka iš teigiamo poliaus į neigiamą polių. Uždėkite įvorę arba varžtą išilgai srovę nešančio laido: antgalio galas turi būti nukreiptas į neigiamą polių, o rankena - į teigiamą polių. Pradėkite sukti antgalį arba varžtą taip, lyg jį sukdami, tai yra, išilgai. Gauta indukcija yra uždarų apskritimų aplink srovės tiekimo laidą. Indukcijos kryptis sutaps su apkabos rankenos arba varžto galvutės sukimosi kryptimi.

Dešinės rankos taisyklė sako:
Jei paimsite ritę arba solenoidą į dešinės rankos delną taip, kad keturi pirštai gulėtų srovės tekėjimo kryptimi posūkiuose, tada nykščiu, nustatytas į šoną, parodys indukcijos kryptį.

Norint nustatyti indukcijos kryptį dešine ranka, reikia paimti solenoidą arba ritę su srove taip, kad delnas gulėtų ant teigiamo, o keturi rankos pirštai posūkiuose būtų srovės kryptimi: mažasis pirštas yra arčiau teigiamo, ir rodomasis pirštasĮ . Padėkite nykštį į šoną (tarsi rodydami „“) gestą. Nykščio kryptis parodys indukcijos kryptį.

Video tema

Atkreipkite dėmesį

Jei pakeičiama srovės kryptis laidininke, tada antgalį reikia atsukti, tai yra, pasukti prieš laikrodžio rodyklę. Indukcijos kryptis taip pat sutaps su rankenos sukimosi kryptimi.

Naudingi patarimai

Galite nustatyti indukcijos kryptį mintyse įsivaizduodami, kaip sukasi antgalio arba varžto sukimasis. Jūs neprivalote jo turėti po ranka.

Šaltiniai:

• Elektromagnetinė indukcija

Indukcinės linijos suprantamos kaip magnetinio lauko linijos. Norint gauti informacijos apie tokio tipo dalykus, neužtenka žinoti absoliuti vertė Indukcija, reikia žinoti jos kryptį. Indukcinių linijų kryptį galima rasti naudojant specialius instrumentus arba naudojant taisykles.

Jums reikės

• - tiesus ir apskritas laidininkas;
• - šaltinis DC;
• - nuolatinis magnetas.

Instrukcijos

Prijunkite tiesų laidininką prie nuolatinės srovės šaltinio. Jei juo teka srovė, ji turi magnetinį lauką, kurio jėgos linijos yra koncentriniai apskritimai. Naudodami taisyklę nustatykite lauko linijų kryptį. Dešinysis antgalis yra varžtas, kuris pasukamas į priekį dešinėje pusėje(pagal laikrodžio rodyklę).

Nustatykite srovės kryptį laidininke, atsižvelgiant į tai, kad ji teka iš teigiamo šaltinio poliaus į neigiamą. Padėkite varžtą lygiagrečiai laidininkui. Pradėkite jį sukti taip, kad strypas pradėtų judėti srovės kryptimi. Tokiu atveju rankenos sukimosi kryptis parodys magnetinio lauko linijų kryptį.

Kartu su Ampere galia, Kulono sąveika, elektromagnetiniai laukai Fizikoje dažnai susiduriama su Lorenco jėgos sąvoka. Šis reiškinys yra vienas iš pagrindinių elektros inžinerijos ir elektronikos, kartu su ir kt. Tai veikia krūvius, kurie juda magnetiniame lauke. Šiame straipsnyje trumpai ir aiškiai išnagrinėsime, kas yra Lorenco jėga ir kur ji taikoma.

Apibrėžimas

Kai elektronai juda išilgai laidininko, aplink jį atsiranda magnetinis laukas. Tuo pačiu metu, jei įdėsite laidininką į skersinį magnetinį lauką ir jį perkelsite, a EMF elektromagnetinis indukcija. Jei srovė teka laidininku, kuris yra magnetiniame lauke, jį veikia ampero jėga.

Jo reikšmė priklauso nuo tekančios srovės, laidininko ilgio, magnetinės indukcijos vektoriaus dydžio ir kampo tarp magnetinio lauko linijų ir laidininko sinuso. Jis apskaičiuojamas pagal formulę:

Nagrinėjama jėga iš dalies panaši į aukščiau aptartą, tačiau veikia ne laidininką, o judančią įkrautą dalelę magnetiniame lauke. Formulė atrodo taip:

Svarbu! Lorenco jėga (Fl) veikia magnetiniame lauke judantį elektroną, o laidininką – Amperą.

Iš dviejų formulių aišku, kad ir pirmuoju, ir antruoju atveju, kuo kampo alfa sinusas yra arčiau 90 laipsnių, tuo didesnis atitinkamai Fa arba Fl poveikis laidininkui arba krūviui.

Taigi Lorenco jėga apibūdina ne greičio pokytį, o magnetinio lauko poveikį įkrautam elektronui arba teigiamas jonas. Jų veikiamas Fl neatlieka jokio darbo. Atitinkamai, keičiasi įkrautos dalelės greičio kryptis, o ne jo dydis.

Kalbant apie Lorenco jėgos matavimo vienetą, kaip ir kitų fizikos jėgų atveju, naudojamas dydis, pavyzdžiui, Niutonas. Jo komponentai:

Kaip nukreipta Lorentzo jėga?

Norint nustatyti Lorenco jėgos kryptį, kaip ir Ampero jėgos atveju, veikia kairiosios rankos taisyklė. Tai reiškia, kad norint suprasti, kur nukreipta Fl reikšmė, reikia atverti kairės rankos delną taip, kad magnetinės indukcijos linijos patektų į ranką, o ištiesti keturi pirštai parodytų greičio vektoriaus kryptį. Tada nykštys, sulenktas stačiu kampu delnui, rodo Lorenco jėgos kryptį. Žemiau esančiame paveikslėlyje galite pamatyti, kaip nustatyti kryptį.

Dėmesio! Lorenco veikimo kryptis yra statmena dalelės judėjimui ir magnetinės indukcijos linijoms.

Šiuo atveju, tiksliau, teigiamai ir neigiamai įkrautoms dalelėms svarbi keturių išskleistų pirštų kryptis. Aukščiau aprašyta kairiosios rankos taisyklė yra suformuluota teigiama dalelė. Jei jis yra neigiamai įkrautas, tada magnetinės indukcijos linijos turi būti nukreiptos ne į atvirą delną, o į jo nugarą, o vektoriaus Fl kryptis bus priešinga.

Dabar mes pasakysime paprastais žodžiais, ką mums suteikia šis reiškinys ir kokią realią įtaką jis turi mokesčiams. Tarkime, kad elektronas juda plokštuma statmenai krypčiai magnetinės indukcijos linijos. Jau minėjome, kad Fl neturi įtakos greičiui, o tik keičia dalelių judėjimo kryptį. Tada Lorenco jėga turės įcentrinį poveikį. Tai atsispindi paveikslėlyje žemiau.

Taikymas

Iš visų sričių, kuriose naudojama Lorenco jėga, viena didžiausių yra dalelių judėjimas žemės magnetiniame lauke. Jei manome, kad mūsų planeta yra didelis magnetas, tai dalelės, esančios šalia šiaurinės magnetiniai poliai, atlikite pagreitintą judesį spirale. Dėl to jie susiduria su atomais iš viršutiniai sluoksniai atmosferą ir matome šiaurės pašvaistę.

Tačiau yra ir kitų atvejų, kai šis reiškinys galioja. Pavyzdžiui:

• Katodinių spindulių vamzdžiai. Jų elektromagnetinio nukreipimo sistemose. CRT jau daugiau nei 50 metų iš eilės naudojami įvairiuose įrenginiuose – nuo ​​paprasčiausio osciloskopo iki televizorių. skirtingos formos ir dydžiai. Įdomu, kad kalbant apie spalvų atkūrimą ir darbą su grafika, kai kurie vis dar naudoja CRT monitorius.
• Elektros mašinos – generatoriai ir varikliai. Nors čia greičiausiai veiks Ampero jėga. Tačiau šie kiekiai gali būti laikomi gretimais. Tačiau tai sudėtingi įrenginiai, kurių veikimo metu pastebima daugelio fizikinių reiškinių įtaka.
• Įkrautų dalelių greitintuvuose, siekiant nustatyti jų orbitas ir kryptis.

Išvada

Apibendrinkime ir apibūdinkime keturis pagrindinius šio straipsnio punktus paprasta kalba:

1. Lorenco jėga veikia įkrautas daleles, kurios juda magnetiniame lauke. Tai išplaukia iš pagrindinės formulės.
2. Jis yra tiesiogiai proporcingas įkrautos dalelės greičiui ir magnetinei indukcijai.
3. Neturi įtakos dalelių greičiui.
4. Įtakoja dalelės kryptį.

Jos vaidmuo „elektros“ srityse yra gana didelis. Specialistas neturėtų pamiršti pagrindinio teorinė informacija apie pagrindines fiziniai dėsniai. Šios žinios bus naudingos ir tiems, kurie užsiima mokslinis darbas, dizainas ir tik bendram tobulėjimui.

Dabar jūs žinote, kas yra Lorenco jėga, kokia ji yra ir kaip ji veikia įkrautas daleles. Jei turite klausimų, užduokite juos komentaruose po straipsniu!

Medžiagos