Соронзон орны томьёо дахь Лоренцын хүч. Лоренцын хүч

БОЛОВСРОЛ, ШИНЖЛЭХ УХААНЫ ЯАМ

ОРОСЫН ХОЛБООНЫ УЛС

ХОЛБООНЫ УЛСЫН ТӨСВИЙН БОЛОВСРОЛЫН ДЭЭД МЭРГЭЖЛИЙН БОЛОВСРОЛЫН БАЙГУУЛЛАГА

"КУРГАН УЛСЫН ИХ СУРГУУЛЬ"

ХИЙСЭН БАЙДАЛ

"Физик" сэдвээр Сэдэв: "Лоренцын хүчний хэрэглээ"

Гүйцэтгэсэн: Т-10915 бүлгийн оюутан Логунова М.В.

Багш аа Воронцов Б.С.

Курган 2016

Танилцуулга 3

1. Лоренцын хүчийг ашиглах 4

1.1. Электрон цацрагийн төхөөрөмж 4

1.2 Масс спектрометр 5

1.3 MHD генератор 7

1.4 Циклотрон 8

Дүгнэлт 10

Ашигласан материал 11

Оршил

Лоренцын хүч- сонгодог (квант бус) электродинамикийн дагуу цахилгаан соронзон орон нь цэгийн цэнэгтэй бөөмс дээр ажилладаг хүч. Заримдаа Лоренцын хүчийг хөдөлж буй биетэд хурдтай үйлчлэх хүч гэж нэрлэдэг υ цэнэглэх qзөвхөн соронзон орны талаас, ихэвчлэн бүрэн хүч- цахилгаан талаас соронзон оронерөнхийдөө өөрөөр хэлбэл цахилгаан талаас Эсоронзон Бталбайнууд.

Олон улсын нэгжийн системд (SI) дараахь байдлаар илэрхийлэгддэг.

Ф L = qυ Бгэм α

Энэ хүчийг 1892 онд илэрхийлсэн Голландын физикч Хендрик Лоренцын нэрээр нэрлэжээ. Лоренцоос гурван жилийн өмнө зөв илэрхийлэлийг О. Хүнд тал.

Лоренцын хүчний макроскопийн илрэл нь Амперын хүч юм.

Лоренцын хүчийг ашиглах

Хөдөлгөөнт цэнэглэгдсэн хэсгүүдэд соронзон орны үзүүлэх нөлөөг технологид маш өргөн ашигладаг.

Лоренцын хүчний гол хэрэглээ (илүү нарийвчлалтай, түүний онцгой тохиолдол - Амперын хүч) нь цахилгаан машин (цахилгаан мотор ба генератор) юм. Лоренцын хүчийг цэнэглэгдсэн хэсгүүдэд (электрон, заримдаа ион) нөлөөлөх электрон төхөөрөмжид өргөн ашигладаг, жишээлбэл, телевизэд. катодын туяа хоолой, В масс спектрометрТэгээд MHD генераторууд.

Мөн одоогоор үүсгэсэн байна туршилтын байгууламжуудХяналттай термоядролын урвал явуулахын тулд сийвэн дэх соронзон орны нөлөөгөөр ажлын тасалгааны хананд хүрэхгүй утас руу мушгихад ашигладаг. Цэнэглэсэн бөөмсийн нэг төрлийн соронзон орон дахь дугуй хөдөлгөөн, ийм хөдөлгөөний үе нь бөөмийн хурдаас үл хамаарах байдлыг цэнэглэгдсэн бөөмсийн цикл хурдасгуурт ашигладаг. циклотронууд.

1. Электрон цацрагийн төхөөрөмж

Электрон цацраг төхөөрөмж (EBD) - вакуум анги электрон тоног төхөөрөмжНэг цацраг эсвэл бөөгнөрөл хэлбэрээр төвлөрсөн электронуудын урсгалыг ашигладаг бөгөөд тэдгээр нь эрчим (гүйдлийн) болон орон зай дахь байрлалын аль алинаар нь хянагддаг бөгөөд хөдөлгөөнгүй орон зайн зорилтот (дэлгэц) харилцан үйлчилдэг. төхөөрөмж. ELP-ийн хэрэглээний гол хамрах хүрээ нь оптик мэдээллийг цахилгаан дохио болгон хувиргах, цахилгаан дохиог оптик дохио болгон урвуу хөрвүүлэх, жишээлбэл, харагдахуйц телевизийн дүрс болгон хувиргах явдал юм.

Катодын туяаны төхөөрөмжүүдийн ангилалд рентген туяа, фотоэлемент, фото үржүүлэгч, хий ялгаруулах төхөөрөмж (декатрон) болон хүлээн авах, өсгөгч электрон хоолой (цацрагийн тетрод, цахилгаан вакуум индикатор, хоёрдогч ялгаралттай чийдэн гэх мэт) хамаарахгүй. гүйдлийн цацраг хэлбэр.

Электрон цацраг төхөөрөмж нь дор хаяж гурван үндсэн хэсгээс бүрдэнэ.

Цахим гэрэлтүүлэгч (буу) нь электрон туяа (эсвэл туяаны туяа, жишээлбэл, өнгөт зургийн хоолойд гурван цацраг) үүсгэдэг бөгөөд түүний эрчмийг (гүйдэл) хянадаг;

Хазайлтын систем нь цацрагийн орон зайн байрлалыг (түүний гэрэлтүүлгийн тэнхлэгээс хазайх) хянадаг;

Хүлээн авах ELP-ийн зорилт (дэлгэц) нь цацрагийн энергийг гэрлийн урсгал болгон хувиргадаг. харагдахуйц зураг;

Төхөөрөмжийн ерөнхий зарчим.

CRT цилиндрт гүний вакуум үүсдэг. Электрон туяа үүсгэхийн тулд электрон буу гэж нэрлэгддэг төхөөрөмжийг ашигладаг. Утаснаас халсан катод нь электрон ялгаруулдаг. Хяналтын электрод (модулятор) дээрх хүчдэлийг өөрчилснөөр та электрон цацрагийн эрч хүч, үүний дагуу зургийн тод байдлыг өөрчилж болно. Бууг орхисны дараа электронууд нь анодоор хурдасдаг. Дараа нь цацраг нь хазайлтын системээр дамждаг бөгөөд энэ нь цацрагийн чиглэлийг өөрчилж чаддаг. Телевизийн CRT нь том хазайлтын өнцгийг өгдөг тул соронзон хазайлтын системийг ашигладаг. Осциллографийн CRT нь цахилгаан статик хазайлтын системийг ашигладаг бөгөөд энэ нь илүү сайн гүйцэтгэлтэй байдаг. Электрон цацраг нь фосфороор бүрхэгдсэн дэлгэцэн дээр тусдаг. Электроноор бөмбөгдсөн фосфор нь гэрэлтэж, хурдацтай хөдөлж буй хувьсах тод толбо нь дэлгэцэн дээр дүрсийг үүсгэдэг.

Лоренцын хүчийг мөн цэнэглэгдсэн бөөмсийг тодорхой цэнэгийн дагуу ялгах зориулалттай масс спектрограф гэж нэрлэдэг багажуудад ашигладаг.(масс спектроскопи, масс спектрографи, масс спектрийн шинжилгээ, масс спектрометрийн шинжилгээ) - сонирхож буй дээжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ионжуулах явцад үүссэн ионуудын масс ба цэнэгийн харьцааг тодорхойлоход үндэслэсэн бодисыг судлах арга. Бодисыг чанарын хувьд тодорхойлох хамгийн хүчирхэг аргуудын нэг нь тоон тодорхойлох боломжийг олгодог. Масс спектрометрийг дээж дэх молекулуудын "жинлэх" гэж хэлж болно.

Хамгийн энгийн масс спектрографын диаграммыг Зураг 2-т үзүүлэв.

Агаарыг гаргаж авсан 1-р камерт ионы эх үүсвэр 3. Камерыг жигд соронзон орон дотор байрлуулж, түүний цэг бүрт B⃗B→ индукц нь зургийн хавтгайд перпендикуляр байх ба түүний зүг чиглэсэн байна. us (Зураг 1-д энэ талбарыг тойрог хэлбэрээр зааж өгсөн болно). А ба В электродуудын хооронд хурдасгах хүчдэлийг хэрэглэж, түүний нөлөөн дор эх үүсвэрээс ялгарах ионууд хурдасч, индукцийн шугамд перпендикуляр соронзон орон руу тодорхой хурдтайгаар ордог. Дугуй нумын дагуу соронзон орон дотор хөдөлж, ионууд гэрэл зургийн хавтан 2 дээр унах бөгөөд энэ нь нумын R радиусыг тодорхойлох боломжтой болгодог. Томъёоны дагуу соронзон орны индукц В ба ионы υ хурдыг мэдэх

(1)

ионы тодорхой цэнэгийг тодорхойлж болно. Хэрэв ионы цэнэгийг мэддэг бол түүний массыг тооцоолж болно.

Масс спектрометрийн түүх нь 20-р зууны эхэн үед Ж.Ж.Томсоны хийсэн үрийн туршилтаас эхэлдэг. Аргын нэрийн "-метр" төгсгөл нь гэрэл зургийн хавтанг ашиглан цэнэглэгдсэн бөөмсийг илрүүлэхээс ионы гүйдлийн цахилгаан хэмжилт рүү өргөн шилжсэний дараа гарч ирэв.

Масс спектрометр нь харьцангуй энгийн ба нарийн төвөгтэй молекулуудыг найдвартай тодорхойлох боломжийг олгодог тул органик бодисын шинжилгээнд өргөн хэрэглэгддэг. Цорын ганц ерөнхий шаардлага бол молекул нь иончлох чадвартай байх явдал юм. Гэсэн хэдий ч өнөөг хүртэл үүнийг зохион бүтээсэн

Дээжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ионжуулах маш олон арга байдаг тул масс спектрометрийг бараг бүх зүйлийг хамарсан арга гэж үзэж болно.

3 MHD генератор

Ердийн машин генераторын нэгэн адил MHD генераторын ажиллах зарчим нь цахилгаан соронзон индукцийн үзэгдэл, өөрөөр хэлбэл соронзон орны шугамыг гаталж буй дамжуулагч дахь гүйдэл үүсэхэд суурилдаг. Машины генераторуудаас ялгаатай нь MHD генераторын дамжуулагч нь өөрөө ажлын шингэн юм.

Ажлын шингэн нь соронзон орны дагуу хөдөлж, соронзон орны нөлөөн дор эсрэг талын цэнэгийн тээвэрлэгчдийн эсрэг чиглэсэн урсгалууд үүсдэг.

Лоренцын хүч нь цэнэглэгдсэн бөөмс дээр үйлчилдэг.

Дараах зөөвөрлөгчид MHD генераторын ажлын шингэн болж чадна.

Эхний MHD генераторууд цахилгаан дамжуулагч шингэнийг (электролит) ажлын шингэн болгон ашигласан. Одоогийн байдлаар плазмыг ашигладаг бөгөөд үүнд цэнэгийн тээвэрлэгч нь голчлон чөлөөт электрон ба эерэг ионууд байдаг. Соронзон орны нөлөөн дор цэнэгийн тээвэрлэгчид талбай байхгүй үед хий хөдөлж байх замаас хазайдаг. Энэ тохиолдолд хүчтэй соронзон оронд Холл талбар үүсч болно (холлын эффектийг үзнэ үү) - соронзон оронтой перпендикуляр хавтгайд цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн мөргөлдөөн, шилжилтийн үр дүнд үүссэн цахилгаан орон.

4 Циклотрон

Циклотрон нь харьцангуй бус хүнд цэнэгтэй хэсгүүдийн (протон, ион) резонансын цикл хурдасгуур бөгөөд тэдгээрт бөөмс нь тогтмол бөгөөд жигд соронзон орон дотор хөдөлдөг ба тэдгээрийг хурдасгахад тогтмол давтамжтай өндөр давтамжийн цахилгаан орон ашигладаг.

Циклотроны хэлхээний диаграммыг 3-р зурагт үзүүлэв. Хүнд цэнэгтэй бөөмс (протон, ион) нь тасалгааны төвийн ойролцоох форсункаас тасалгаанд орж, хурдасгагч электродуудад хэрэглэсэн тогтмол давтамжийн хувьсах талбараар хурдасдаг (тэдгээрийн хоёр нь байдаг бөгөөд тэдгээрийг dees гэж нэрлэдэг). Ze цэнэгтэй ба m масстай бөөмс нь бөөмсийн хөдөлгөөний хавтгайд перпендикуляр чиглэсэн В эрчимтэй тогтмол соронзон орон дотор задрах спираль хэлбэрээр хөдөлдөг. V хурдтай бөөмийн траекторийн R радиусыг томъёогоор тодорхойлно

Энд γ = -1/2 нь харьцангуй хүчин зүйл юм.

(2)

Спиральын сүүлчийн эргэлт дээр хазайх цахилгаан орон нээгдэж, цацрагийг гадагшлуулдаг. Соронзон орны тогтмол байдал ба хурдатгалын талбайн давтамж нь тасралтгүй хурдатгал хийх боломжтой болгодог. Зарим бөөмс спиральны гаднах эргэлтийн дагуу хөдөлж байхад зарим нь замын голд, зарим нь дөнгөж хөдөлж эхэлж байна.

Циклотроны сул тал нь бөөмсийн харьцангуй харьцангуй бус энергиээр хязгаарлагдах явдал юм, учир нь тийм ч том биш харьцангуй засварууд (нэгдмэл байдлаас γ-ийн хазайлт) нь янз бүрийн эргэлтүүд дэх хурдатгалын синхронизмыг зөрчиж, их хэмжээний энергитэй бөөмсийг дахин задлах цаг хугацаа байхгүй болно. хурдатгалд шаардлагатай цахилгаан орны фаз дахь дие хоорондын завсарт дуусна. Ердийн циклотронуудад протоныг 20-25 МэВ хүртэл хурдасгаж болно.

Хүнд тоосонцорыг задлах спираль горимд хэдэн арван дахин их энерги болгон хурдасгахын тулд (1000 МэВ хүртэл) циклотроны өөрчлөлтийг нэрлэдэг. изохрон(харьцангуй) циклотрон, түүнчлэн фазотрон. Изохрон циклотронуудад харьцангуй нөлөөллийг соронзон орны радиаль өсөлтөөр нөхдөг.

Дүгнэлт

Нуугдсан текст

Бичсэн дүгнэлт (эхний хэсгийн бүх дэд зүйлд хамгийн үндсэн нь - үйл ажиллагааны зарчим, тодорхойлолт)

Ашигласан уран зохиолын жагсаалт

Википедиа [ Цахим нөөц]: Лоренцын хүч. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Lorentz_Force

Википедиа [Цахим нөөц]: Соронзон гидродинамик генератор. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Magnetohydrodynamic_generator

Википедиа [Цахим нөөц]: Электрон цацраг төхөөрөмж. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Electron-beam_devices

Википедиа [Цахим нөөц]: Масс спектрометр.

URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Масс спектрометр

Интернет дэх цөмийн физик [Цахим нөөц]: Циклотрон. URL: http://nuclphys.sinp.msu.ru/experiment/accelerators/ciclotron.htm

Академич [Цахим нөөц]: Соронзон гидродинамик генератор //URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/MAGNETOHYDRODYNAMIC

Хөдөлгөөнт цэнэглэгдсэн хэсгүүдэд соронзон орны үзүүлэх нөлөөг технологид маш өргөн ашигладаг.

Жишээлбэл, телевизийн зургийн хоолойд электрон цацрагийн хазайлтыг тусгай ороомогоор үүсгэсэн соронзон орон ашиглан гүйцэтгэдэг. Хэд хэдэн электрон төхөөрөмжүүд нь соронзон орон ашиглан цэнэглэгдсэн бөөмсийн цацрагийг төвлөрүүлдэг.

Одоогоор бий болгосон туршилтын суурилуулалтанд хяналттай хэрэгжүүлэх термоядролын урвалСийвэн дэх соронзон орны нөлөөгөөр ажлын тасалгааны хананд хүрэхгүй утас руу эргүүлэхэд ашигладаг. Цэнэглэсэн бөөмсийн нэг төрлийн соронзон орон дахь дугуй хөдөлгөөн, ийм хөдөлгөөний үе нь бөөмийн хурдаас үл хамаарах байдлыг цэнэглэгдсэн бөөмсийн цикл хурдасгуурт ашигладаг. циклотронууд.

гэж нэрлэгддэг төхөөрөмжүүдэд Лоренцын хүчийг мөн ашигладаг масс спектрографууд, эдгээр нь тодорхой цэнэгийн дагуу цэнэглэгдсэн хэсгүүдийг салгах зориулалттай.

Хамгийн энгийн масс спектрографын диаграммыг 1-р зурагт үзүүлэв.

Агаарыг гаргаж авсан 1-р камерт ионы эх үүсвэр 3. Камерыг жигд соронзон орон дотор байрлуулж, түүний цэг бүрт индукц \(~\vec B\) хавтгайд перпендикуляр байрладаг. зураг болон бидэн рүү чиглэсэн (Зураг 1-д энэ талбарыг тойрог хэлбэрээр харуулсан болно). А ба В электродуудын хооронд хурдасгах хүчдэл үүсч, түүний нөлөөн дор эх үүсвэрээс ялгарах ионууд хурдасч, индукцийн шугамд перпендикуляр соронзон орон руу тодорхой хурдтайгаар ордог. Соронзон талбарт дугуй нуман хэлбэрээр хөдөлж, ионууд гэрэл зургийн хавтан 2 дээр унадаг бөгөөд энэ нь радиусыг тодорхойлох боломжийг олгодог. Рэнэ нум. Соронзон орны индукцийг мэдэх INболон хурд υ томъёоны дагуу ионууд

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

ионуудын тодорхой цэнэгийг тодорхойлж болно. Хэрэв ионы цэнэгийг мэддэг бол түүний массыг тооцоолж болно.

Уран зохиол

Аксенович Л.А. Физик ахлах сургууль: Онол. Даалгаврууд. Тест: Сурах бичиг. ерөнхий боловсрол олгодог байгууллагуудын тэтгэмж. хүрээлэн буй орчин, боловсрол / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Эд. К.С.Фарино. - Мн.: Адукация и вьяхаванне, 2004. - P. 328.

Бусад бүх хуруутай харьцуулахад далдуу модны нэг хавтгайд.

Таны гарын алганы дөрвөн хурууг харуулж байна гэж төсөөлөөд үз дээ чиглэлцэнэгийн хөдөлгөөний хурд, хэрэв эерэг бол, эсвэл хурдны эсрэг чиглэл, төлбөртэй бол .

Хүч Лоренцтэгтэй тэнцүү байх ба вектор бүрэлдэхүүнгүй байж болно. Энэ нь цэнэглэгдсэн бөөмийн траектори нь соронзон орны шугамтай параллель байх үед тохиолддог. Энэ тохиолдолд бөөм нь байна шулуун замхөдөлгөөн ба тогтмол. Хүч Лоренцбөөмийн хөдөлгөөнд ямар ч байдлаар нөлөөлөхгүй, учир нь энэ тохиолдолд энэ нь бүхэлдээ байхгүй болно.

Маш их энгийн тохиолдолцэнэглэгдсэн бөөм нь соронзон орны шугамд перпендикуляр хөдөлгөөний траекторитай байдаг. Дараа нь хүч чадал Лоренцбий болгодог төв рүү чиглэсэн хурдатгал, цэнэглэгдсэн бөөмийг тойрог хэлбэрээр хөдөлгөх.

тэмдэглэл

Лоренцын хүчийг 1892 онд Голландын физикч Хендрик Лоренц нээжээ. Өнөөдөр энэ нь янз бүрийн цахилгаан хэрэгсэлд ихэвчлэн ашиглагддаг бөгөөд тэдгээрийн үйлдэл нь электронуудын хөдөлгөөнөөс хамаардаг. Жишээлбэл, эдгээр нь телевиз, монитор дахь катодын туяа хоолой юм. Лоренцын хүчийг ашиглан цэнэглэгдсэн бөөмсийг асар их хурдаар хурдасгадаг бүх төрлийн хурдасгуурууд нь тэдний хөдөлгөөний тойрог замыг тогтоодог.

Хэрэгтэй зөвлөгөө

Лоренцын хүчний онцгой тохиолдол бол Амперын хүч юм. Түүний чиглэлийг зүүн гарын дүрмийг ашиглан тооцоолно.

Эх сурвалжууд:

• Лоренцын хүч
• Лоренц зүүн гарын дүрмийг хүчээ авав

Замын янз бүрийн хэсэгт биеийн хурд жигд бус, хаа нэгтээ илүү хурдан, хаа нэгтээ удаан байдаг нь нэлээд логик бөгөөд ойлгомжтой юм. Биеийн хурдны өөрчлөлтийг цаг хугацааны явцад хэмжихийн тулд "Үзэл баримтлал" хурдатгал". Доор хурдатгал m нь тодорхой хугацааны туршид биеийн объектын хөдөлгөөний хурдын өөрчлөлтийг хэлнэ.

Танд хэрэгтэй болно

• Өөр өөр газар нутагт объектын хөдөлгөөний хурдыг өөр өөр хугацаанд мэдэх.

Зааварчилгаа

Нэг жигд хурдатгалын хурдатгалыг тодорхойлох.
Энэ төрлийн хөдөлгөөн нь объект ижил хугацаанд ижил утгаараа хурдасдаг. Хөдөлгөөний t1 мөчүүдийн аль нэгэнд түүний хөдөлгөөн v1, t2 үед хурд нь v2 байх болно. Дараа нь объектыг томъёогоор тооцоолж болно:
a = (v2-v1)/(t2-t1)

Соронзон индукц нь вектор хэмжигдэхүүн, тиймээс үнэмлэхүй утгаас гадна тодорхойлогддог чиглэл. Үүнийг олохын тулд та туйлуудыг олох хэрэгтэй байнгын соронзэсвэл соронзон орон үүсгэх гүйдлийн чиглэл.

Танд хэрэгтэй болно

• - лавлагаа соронз;
• - одоогийн эх үүсвэр;
• - баруун гимлет;
• - шууд дамжуулагч;
• - ороомог, утасны эргэлт, соленоид.

Зааварчилгаа

соронзон индукц. Үүнийг хийхийн тулд үүнийг болон туйлыг олох хэрэгтэй. Ихэнхдээ соронз байдаг Цэнхэр өнгө, мөн өмнөд нь ¬– . Хэрэв соронзны туйлууд тодорхойгүй бол жишиг соронз авч хойд туйлыг нь үл мэдэгдэх зүйл рүү ойртуулна. Лавлах соронзны хойд туйлд татагдсан төгсгөл нь талбайн индукцийг хэмжиж буй соронзны туйл болно. Шугамууд соронзон индукцээс гарч ирэх Хойд туйлмөн багтсан болно Өмнөд туйл. Бүх цэг дээр вектор шугам явж байнашүргэгч шугамын чиглэлд.

Векторын чиглэлийг тодорхойл соронзон индукц шулуун дамжуулагчгүйдэлтэй. Гүйдэл нь эх үүсвэрийн эерэг туйлаас сөрөг туйл руу урсдаг. Цагийн зүүний дагуу эргүүлэх үед шургуулсан гинжийг ав, үүнийг зөв гэж нэрлэдэг. Дамжуулагч дахь гүйдэл урсах чиглэлд шураг хийж эхэлнэ. Бариулыг эргүүлэх нь хаалттай дугуй шугамуудын чиглэлийг харуулна соронзон индукц. Вектор соронзон индукцэнэ тохиолдолд тойрогт шүргэгч байх болно.

Гүйдэл дамжуулах ороомгийн соронзон орны чиглэлийг ол, эсвэл . Үүнийг хийхийн тулд дамжуулагчийг одоогийн эх үүсвэрт холбоно. Баруун гинжийг аваад бариулыг нь гүйдлийн эх үүсвэрийн эерэг туйлаас сөрөг тал руу эргүүлэх гүйдлийн чиглэлд эргүүлнэ. Урагшаа хөдөлгөөнГимлет саваа нь чиглэлийг харуулах болно цахилгаан шугамсоронзон орон. Жишээлбэл, гимлетийн бариул нь цагийн зүүний эсрэг (зүүн тийш) гүйдлийн чиглэлд байвал тэр боолтыг тайлж, ажиглагч руу аажмаар хөдөлдөг. Тиймээс соронзон орон нь ажиглагч руу чиглэнэ. Эргэлтийн, ороомог эсвэл соленоидын дотор соронзон орны шугамууд шулуун бөгөөд вектортой чиглэл ба үнэмлэхүй утгаараа давхцдаг. соронзон индукц.

Хэрэгтэй зөвлөгөө

Баруун гар талын гимлетийн хувьд та шил нээхэд ердийн штопор ашиглаж болно.

Индукц нь дамжуулагчийг соронзон орон дотор хөдөлгөх тохиолдолд талбайн шугамыг гатлах үед үүсдэг. Индукц нь тодорхойлогддог чиглэлээр тодорхойлогддог тогтоосон дүрэм.

Танд хэрэгтэй болно

• - соронзон орон дахь гүйдэл бүхий дамжуулагч;
• - гимлет эсвэл шураг;
• - соронзон орон дахь гүйдэл бүхий соленоид;

Зааварчилгаа

Индукцийн чиглэлийг мэдэхийн тулд та хоёрын аль нэгийг ашиглах хэрэгтэй: гимлет дүрэм эсвэл дүрэм баруун гар. Эхнийх нь голчлон гүйдэл дамжуулах шулуун утсанд зориулагдсан. Баруун талын дүрэм нь гүйдэлтэй ороомог эсвэл ороомогт хамаарна.

Гимлет дүрмийг ашиглан индукцийн чиглэлийг олохын тулд утасны туйлшралыг тодорхойлно. Гүйдэл нь эерэг туйлаас сөрөг туйл руу үргэлж урсдаг. Гүйдэл дамжуулах утасны дагуу гимлет эсвэл шураг байрлуулна: гимлетийн үзүүр нь сөрөг туйл руу, бариул нь эерэг туйл руу чиглэсэн байх ёстой. Гимлет эсвэл боолтыг мушгиж байгаа мэт, өөрөөр хэлбэл дагуу эргүүлж эхлээрэй. Үүссэн индукц нь гүйдэлтэй утаснуудын эргэн тойронд хаалттай дугуй хэлбэртэй байна. Индукцийн чиглэл нь гимлет бариул эсвэл шурагны толгойн эргэлтийн чиглэлтэй давхцах болно.

Баруун гарын дүрэм нь:
Хэрэв та ороомог эсвэл соленоидыг баруун гарынхаа алган дээр авбал дөрвөн хуруу нь эргэлтийн урсгалын чиглэлд чиглэнэ. эрхий хуруу, хажуу тийш нь тавьсан нь индукцийн чиглэлийг заана.

Баруун гараараа индукцийн чиглэлийг тодорхойлохын тулд гүйдэл бүхий ороомог эсвэл ороомог авах шаардлагатай бөгөөд ингэснээр далдуу нь эерэг дээр хэвтэж, гарны дөрвөн хуруу нь эргэлтийн чиглэлд гүйдлийн чиглэлд байна. жижиг хуруу нь эерэг рүү ойртсон, мөн долоовор хуруу-д. Эрхий хуруугаа хажуу тийш нь тавь ("") дохио зангаа. Эрхий хурууны чиглэл нь индукцийн чиглэлийг заана.

Сэдвийн талаархи видео

тэмдэглэл

Хэрэв дамжуулагч дахь гүйдлийн чиглэл өөрчлөгдсөн бол гинжийг тайлж, өөрөөр хэлбэл цагийн зүүний эсрэг эргүүлэх хэрэгтэй. Индукцийн чиглэл нь гимлет бариулыг эргүүлэх чиглэлтэй давхцах болно.

Хэрэгтэй зөвлөгөө

Гимлет эсвэл шурагны эргэлтийг оюун ухаанаар төсөөлж, индукцийн чиглэлийг тодорхойлж болно. Та үүнийг гартаа байлгах шаардлагагүй.

Эх сурвалжууд:

• Цахилгаан соронзон индукц

Индукцийн шугамыг соронзон орны шугам гэж ойлгодог. Энэ төрлийн зүйлийн талаар мэдээлэл авахын тулд мэдэх нь хангалтгүй юм үнэмлэхүй үнэ цэнэИндукц, та түүний чиглэлийг мэдэх хэрэгтэй. Индукцийн шугамын чиглэлийг тусгай хэрэгсэл эсвэл дүрмийг ашиглан олж болно.

Танд хэрэгтэй болно

• - шулуун ба дугуй дамжуулагч;
• - эх сурвалж шууд гүйдэл;
• - байнгын соронз.

Зааварчилгаа

Тогтмол гүйдлийн эх үүсвэрт шулуун дамжуулагчийг холбоно. Хэрэв гүйдэл түүгээр урсаж байвал соронзон оронтой бөгөөд түүний хүчний шугамууд нь төвлөрсөн тойрог юм. Дүрмийг ашиглан талбайн шугамын чиглэлийг тодорхойлно. Баруун гимлет нь эргүүлэхэд урагшлах шураг юм баруун тал(цагийн зүүний дагуу).

Дамжуулагчийн гүйдлийн эх үүсвэрийн эерэг туйлаас сөрөг туйл руу урсаж байгааг харгалзан гүйдлийн чиглэлийг тодорхойлно. Шургийн савааг дамжуулагчтай зэрэгцээ байрлуулна. Саваа нь гүйдлийн чиглэлд хөдөлж эхлэхийн тулд үүнийг эргүүлж эхэл. Энэ тохиолдолд бариулын эргэлтийн чиглэл нь соронзон орны шугамын чиглэлийг заана.

Амперын хүчээр, Кулоны харилцан үйлчлэл, цахилгаан соронзон оронФизикт Лоренцын хүчний тухай ойлголт ихэвчлэн тааралддаг. Энэ үзэгдэл нь бусадтай хамт цахилгаан инженерчлэл, электроникийн үндсэн үзэгдлүүдийн нэг юм. Энэ нь соронзон орон дотор хөдөлж буй цэнэгүүдэд нөлөөлдөг. Энэ нийтлэлд бид Лоренцын хүч гэж юу болох, хаана хэрэглэхийг товч бөгөөд тодорхой судлах болно.

Тодорхойлолт

Электронууд дамжуулагчийн дагуу хөдөлж байх үед түүний эргэн тойронд соронзон орон үүсдэг. Үүний зэрэгцээ хөндлөн соронзон орон дээр дамжуулагчийг байрлуулж, хөдөлгөвөл а EMF цахилгаан соронзониндукц. Хэрэв соронзон орон дотор байрлах дамжуулагчаар гүйдэл гүйж байвал ампер хүч түүнд үйлчилнэ.

Түүний утга нь урсах гүйдэл, дамжуулагчийн урт, соронзон индукцийн векторын хэмжээ, соронзон орны шугам ба дамжуулагчийн өнцгийн синус зэргээс хамаарна. Үүнийг дараах томъёогоор тооцоолно.

Хэлэлцэж буй хүч нь дээр дурдсантай зарим талаараа төстэй боловч дамжуулагч дээр биш, харин соронзон орон дахь хөдөлж буй цэнэгтэй бөөмс дээр үйлчилдэг. Томъёо нь дараах байдлаар харагдаж байна.

Чухал!Лоренцын хүч (Fl) нь соронзон орон дээр хөдөлж буй электрон, дамжуулагч - Ампер дээр ажилладаг.

Хоёр томъёоноос харахад эхний болон хоёр дахь тохиолдолд альфа өнцгийн синус 90 градус ойртох тусам дамжуулагч эсвэл цэнэгт Fa эсвэл Fl-ийн нөлөөлөл их байх болно.

Тиймээс Лоренцын хүч нь хурдны өөрчлөлтийг бус харин соронзон орны цэнэгтэй электрон эсвэл цахилгаанд үзүүлэх нөлөөг тодорхойлдог. эерэг ион. Тэдэнд өртөх үед Fl ямар ч ажил хийдэггүй. Үүний дагуу цэнэгтэй бөөмийн хурдны чиглэл өөрчлөгддөг болохоос хэмжээ нь өөрчлөгддөггүй.

Лоренцын хүчийг хэмжих нэгжийн хувьд физикийн бусад хүчний нэгэн адил Ньютон гэх мэт хэмжигдэхүүнийг ашигладаг. Түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүд:

Лоренцын хүчийг хэрхэн чиглүүлдэг вэ?

Амперын хүчний нэгэн адил Лоренцын хүчний чиглэлийг тодорхойлохын тулд зүүн гарын дүрэм ажилладаг. Энэ нь Fl утгыг хаашаа чиглүүлж байгааг ойлгохын тулд зүүн гарынхаа алгаа нээж, соронзон индукцийн шугамууд таны гарт орж, сунгасан дөрвөн хуруу нь хурдны векторын чиглэлийг заана гэсэн үг юм. Дараа нь далдуу модны зөв өнцгөөр нугалж буй эрхий хуруу нь Лоренцын хүчний чиглэлийг заана. Доорх зурган дээр та чиглэлийг хэрхэн тодорхойлохыг харж болно.

Анхаар!Лоренцын үйл ажиллагааны чиглэл нь бөөмийн хөдөлгөөн ба соронзон индукцийн шугамтай перпендикуляр байна.

Энэ тохиолдолд илүү нарийвчлалтай ярих юм бол эерэг ба сөрөг цэнэгтэй бөөмсийн хувьд дөрвөн хурууны чиглэл чухал юм. Дээр тайлбарласан зүүн гарын дүрмийг томъёолсон болно эерэг бөөмс. Хэрэв энэ нь сөрөг цэнэгтэй бол соронзон индукцийн шугамууд нь нээлттэй далдуу мод руу биш харин түүний ар тал руу чиглэсэн байх ёстой бөгөөд Fl векторын чиглэл нь эсрэгээрээ байх болно.

Одоо бид хэлэх болно энгийн үгээр, энэ үзэгдэл бидэнд юу өгч, энэ нь төлбөрт ямар бодит нөлөө үзүүлж байна. Электрон нэг хавтгайд хөдөлдөг гэж үзье чиглэлд перпендикулярсоронзон индукцийн шугамууд. Fl нь хурдад нөлөөлдөггүй, зөвхөн бөөмийн хөдөлгөөний чиглэлийг өөрчилдөг гэдгийг бид аль хэдийн дурдсан. Дараа нь Лоренцын хүч төв рүү чиглэсэн нөлөө үзүүлнэ. Үүнийг доорх зурагт тусгасан болно.

Өргөдөл

Лоренцын хүчийг ашигладаг бүх хэсгүүдээс хамгийн том нь дэлхийн соронзон орон дахь бөөмсийн хөдөлгөөн юм. Хэрэв бид манай гарагийг том соронз гэж үзвэл хойд зүгийн ойролцоо байрлах бөөмсүүд болно соронзон туйлууд, спираль хэлбэрээр түргэвчилсэн хөдөлгөөн хийх. Үүний үр дүнд тэд атомуудтай мөргөлддөг дээд давхаргуудуур амьсгал, мөн бид хойд гэрлийг хардаг.

Гэсэн хэдий ч энэ үзэгдэл хамаарах бусад тохиолдол байдаг. Жишээлбэл:

• Катодын цацрагийн хоолой. Тэдний цахилгаан соронзон хазайлтын системд . CRT нь хамгийн энгийн осциллографаас эхлээд зурагт хүртэл янз бүрийн төхөөрөмжид 50 гаруй жил дараалан ашиглагдаж ирсэн. янз бүрийн хэлбэрүүдболон хэмжээ. Өнгөний хуулбар, графиктай ажиллахад зарим нь CRT дэлгэц ашигладаг хэвээр байгаа нь сонин юм.
• Цахилгаан машин - генератор ба мотор. Хэдийгээр Амперын хүч энд ажиллах магадлал өндөр байдаг. Гэхдээ эдгээр тоо хэмжээг зэргэлдээ гэж үзэж болно. Гэсэн хэдий ч эдгээр нь үйл ажиллагааны явцад олон физик үзэгдлийн нөлөөлөл ажиглагддаг нарийн төвөгтэй төхөөрөмж юм.
• Тэдний тойрог зам, чиглэлийг тогтоохын тулд цэнэглэгдсэн бөөмсийн хурдасгуурт.

Дүгнэлт

Энэхүү нийтлэлийн дөрвөн гол санааг энгийн хэлээр нэгтгэн дүгнэж хэлье.

1. Лоренцын хүч нь соронзон орон дотор хөдөлж буй цэнэглэгдсэн хэсгүүдэд үйлчилдэг. Энэ нь үндсэн томъёоноос гардаг.
2. Энэ нь цэнэглэгдсэн бөөм ба соронзон индукцийн хурдтай шууд пропорциональ байна.
3. Бөөмийн хурдад нөлөөлөхгүй.
4. Бөөмийн чиглэлд нөлөөлдөг.

Түүний үүрэг нь "цахилгаан" хэсэгт нэлээд том юм. Мэргэжилтэн гол зүйлийг мартаж болохгүй онолын мэдээлэлүндсэн тухай физикийн хуулиуд. Энэ мэдлэг нь харьцдаг хүмүүст ч хэрэгтэй болно шинжлэх ухааны ажил, дизайн болон зөвхөн ерөнхий хөгжилд зориулагдсан.

Одоо та Лоренцын хүч гэж юу болох, энэ нь юутай тэнцүү, цэнэгтэй бөөмсүүдэд хэрхэн нөлөөлдөгийг мэддэг болсон. Хэрэв танд асуулт байгаа бол нийтлэлийн доорх сэтгэгдэл дээр асуугаарай!

Материал