Turinys:
- Apibrėžimas
- Kaip nukreipta Lorenco jėga
- Taikymas
- Išvada
Apibrėžimas
Kai elektronai juda išilgai laidininko, aplink jį susidaro magnetinis laukas. Tuo pačiu metu, jei įdėsite laidininką į skersinį magnetinį lauką ir jį perkelsite, atsiras elektromagnetinės indukcijos EML. 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. Jie apskaičiuojami pagal formulę:
Nagrinėjama jėga iš dalies panaši į tą, kuri buvo nagrinėjama aukščiau, tačiau veikia ne laidininką, o judančią įkrautą dalelę magnetiniame lauke. Formulė yra tokia:
Svarbu! Lorenco jėga (Fl) veikia magnetiniame lauke judantį elektroną, o laidininką – Amperą.
Iš dviejų formulių matyti, kad pirmuoju ir antruoju atveju kampo alfa sinusas arčiau 90 laipsnių, tuo didesnis poveikis atitinkamai laidininkui arba krūviui Fа arba Fl.
Taigi Lorenco jėga apibūdina ne greičio dydžio pokytį, o magnetinio lauko poveikį įkrautam elektronui arba teigiamam jonui. Jų veikiamas Fl neatlieka darbo. Atitinkamai, keičiasi įkrautos dalelės judėjimo greičio kryptis, o ne jos vertė.
Kalbant apie Lorenco jėgos matavimo vienetą, kaip ir kitų fizikos jėgų atveju, naudojamas toks dydis kaip Niutonas. Jo komponentai:
Kaip nukreipta Lorenco 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 atidaryti kairės rankos delną, kad ranka pateko į magnetinės indukcijos linijas, o ištiesti keturi pirštai nurodė vektoriaus kryptį greitis. 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 ištiestų pirštų kryptis. Aukščiau pateikta kairiosios rankos taisyklė yra suformuluota teigiamai dalelei. 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 paprastais žodžiais papasakosime, ką šis reiškinys mums suteikia ir kokį realų poveikį jis turi kaltinimams. Tarkime, kad elektronas juda plokštuma, statmena magnetinės indukcijos linijų krypčiai. 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 sferų, kuriose naudojama Lorenco jėga, viena didžiausių yra dalelių judėjimas žemės magnetiniame lauke. Jei manome, kad mūsų planeta yra didelis magnetas, tai dalelės, esančios šalia šiaurinių magnetinių polių, daro pagreitintą spiralinį judėjimą. Dėl to jie susiduria su atomais iš viršutinių atmosferos sluoksnių, ir mes matome šiaurės pašvaistę.
Tačiau yra ir kitų atvejų, kai šis reiškinys galioja. Pavyzdžiui:
- Katodinių spindulių vamzdžiai. Jų elektromagnetinio nukreipimo sistemose. CRT buvo naudojami daugiau nei 50 metų iš eilės įrenginiuose – nuo paprasčiausio osciloskopo iki visų formų ir dydžių televizorių. Įdomu, kad spalvų perteikimo ir darbo su grafika klausimais kai kurie vis dar naudoja CRT monitorius.
- Elektros mašinos – generatoriai ir varikliai. Nors čia greičiausiai veikia Ampero jėga. Tačiau šie kiekiai gali būti laikomi gretimais. Tačiau tai sudėtingi įrenginiai, kurių veikimo metu pastebima daugelio fizikinių reiškinių įtaka.
- Įkrautuose dalelių greitintuvuose, siekiant nustatyti jų orbitas ir kryptis.
Išvada
Apibendrinkime ir paprastai apibūdinkime keturias pagrindines šio straipsnio tezes:
- Lorenco jėga veikia įkrautas daleles, kurios juda magnetiniame lauke. Tai išplaukia iš pagrindinės formulės.
- Jis yra tiesiogiai proporcingas įkrautos dalelės greičiui ir magnetinei indukcijai.
- Neturi įtakos dalelių greičiui.
- Įtakoja dalelės kryptį.
Jos vaidmuo yra gana didelis „elektros“ srityse. Specialistas neturėtų pamiršti pagrindinės teorinės informacijos apie pagrindinius fizikos dėsnius. Šios žinios pravers ir tiems, kurie užsiima moksliniu darbu, projektavimu ir tiesiog bendram tobulėjimui.
Galiausiai rekomenduojame žiūrėti naudingus vaizdo įrašus, kad konsoliduotumėte studijuotą medžiagą:
Dabar jūs žinote, kas yra Lorenco jėga, kokia ji yra ir kaip ji veikia įkrautas daleles. Jei turite klausimų, užduokite juos komentaruose po straipsniu!
Susijusios medžiagos:
- Gimleto taisyklė paprastais žodžiais
- Kas yra elektros krūvis
- Kaip konvertuoti amperus į kilovatus
- Trumpalaikis kontaktinis pasipriešinimas