Inhoud:
- Definitie
- Hoe wordt de Lorentzkracht gericht?
- Sollicitatie
- Conclusie
Definitie
Wanneer elektronen langs een geleider bewegen, ontstaat er een magnetisch veld omheen. Tegelijkertijd, als je een geleider in een transversaal magnetisch veld plaatst en beweegt, zal er een EMF van elektromagnetische inductie ontstaan. Als er een stroom loopt door een geleider die zich in een magnetisch veld bevindt, werkt de ampèrekracht erop.
De waarde ervan hangt af van de stromende stroom, de lengte van de geleider, de grootte van de magnetische inductievector en de sinus van de hoek tussen de lijnen van het magnetische veld en de geleider. Ze worden berekend met de formule:
De beschouwde kracht is gedeeltelijk gelijk aan die hierboven beschouwd, maar werkt niet op een geleider, maar op een bewegend geladen deeltje in een magnetisch veld. De formule is:
Belangrijk! De Lorentzkracht (Fl) werkt op een elektron dat in een magnetisch veld beweegt, en op een geleider - Ampere.
Uit de twee formules blijkt dat in het eerste en het tweede geval, hoe dichter de sinus van de hoek alfa bij 90 graden ligt, hoe groter het effect op de geleider respectievelijk de lading Fа of Fl is.
De Lorentzkracht kenmerkt dus niet de verandering in de grootte van de snelheid, maar het effect van het magnetische veld op een geladen elektron of positief ion. Bij blootstelling aan hen voert Fl geen werk uit. Dienovereenkomstig is het de richting van de bewegingssnelheid van het geladen deeltje die verandert, en niet de waarde ervan.
Wat betreft de meeteenheid van de Lorentzkracht, zoals in het geval van andere krachten in de natuurkunde, wordt een hoeveelheid als Newton gebruikt. Zijn componenten:
Hoe wordt de Lorentzkracht gericht?
Om de richting van de Lorentzkracht te bepalen, zoals bij de Ampere-kracht, werkt de linkerhandregel. Dit betekent dat, om te begrijpen waar de waarde van Fl naar toe is gericht, u de palm van uw linkerhand moet openen zodat in de hand ging de lijnen van magnetische inductie binnen en de uitgestrekte vier vingers gaven de richting van de vector aan snelheid. Dan geeft de duim, haaks op de handpalm gebogen, de richting van de Lorentzkracht aan. In de onderstaande afbeelding kunt u zien hoe u de richting bepaalt.
Aandacht! De richting van de Lorentz-actie staat loodrecht op de beweging van het deeltje en de lijnen van magnetische inductie.
In dit geval, om precies te zijn, voor positief en negatief geladen deeltjes, is de richting van de vier uitgestrekte vingers van belang. De bovenstaande linkerregel is geformuleerd voor een positief deeltje. Als het negatief geladen is, moeten de lijnen van magnetische inductie niet naar de open handpalm worden gericht, maar naar zijn rug, en de richting van de vector Fl zal tegengesteld zijn.
Nu zullen we in eenvoudige bewoordingen vertellen wat dit fenomeen ons oplevert en welk effect het heeft op de aanklacht. Laten we aannemen dat het elektron beweegt in een vlak loodrecht op de richting van de magnetische inductielijnen. We hebben al vermeld dat Fl de snelheid niet beïnvloedt, maar alleen de bewegingsrichting van de deeltjes verandert. Dan zal de Lorentzkracht een middelpuntzoekend effect hebben. Dit komt tot uiting in onderstaande figuur.
Sollicitatie
Van alle bollen waar de Lorentzkracht wordt gebruikt, is een van de grootste de beweging van deeltjes in het aardmagnetisch veld. Als we onze planeet beschouwen als een grote magneet, dan maken de deeltjes die zich nabij de magnetische noordpolen bevinden een versnelde spiraalbeweging. Daardoor botsen ze met atomen uit de bovenste atmosfeer en zien we het noorderlicht.
Er zijn echter ook andere gevallen waarin dit fenomeen van toepassing is. Bijvoorbeeld:
- Kathodestraalbuizen. In hun elektromagnetische afbuigsystemen. CRT's worden al meer dan 50 jaar op rij gebruikt in apparaten variërend van de eenvoudigste oscilloscoop tot televisies in alle soorten en maten. Het is merkwaardig dat op het gebied van kleurweergave en het werken met afbeeldingen, sommigen nog steeds CRT-monitoren gebruiken.
- Elektrische machines - generatoren en motoren. Hoewel hier de kracht van Ampere waarschijnlijker is. Maar deze hoeveelheden kunnen als aaneengesloten worden beschouwd. Dit zijn echter complexe apparaten tijdens de werking waarvan de invloed van veel fysieke verschijnselen wordt waargenomen.
- In geladen deeltjesversnellers, om hun banen en richtingen in te stellen.
Conclusie
Laten we de vier belangrijkste stellingen van dit artikel in eenvoudige bewoordingen samenvatten en schetsen:
- De Lorentzkracht werkt op geladen deeltjes die in een magnetisch veld bewegen. Dit volgt uit de basisformule.
- Het is recht evenredig met de snelheid van een geladen deeltje en magnetische inductie.
- Heeft geen invloed op de deeltjessnelheid.
- Beïnvloedt de richting van het deeltje.
Zijn rol is vrij groot in de "elektrische" gebieden. De specialist mag de theoretische basisinformatie over de fundamentele natuurwetten niet uit het oog verliezen. Deze kennis zal nuttig zijn, evenals degenen die zich bezighouden met wetenschappelijk werk, ontwerp en gewoon voor algemene ontwikkeling.
Ten slotte raden we aan om nuttige video's te bekijken om het bestudeerde materiaal te consolideren:
Nu weet je wat de Lorentzkracht is, waar deze gelijk aan is en hoe deze inwerkt op geladen deeltjes. Als je vragen hebt, stel ze dan in de reacties onder het artikel!
Gerelateerde materialen:
- De regel van de gimlet in eenvoudige woorden
- Wat is elektrische lading?
- Hoe ampère naar kilowatt te converteren
- Voorbijgaande contactweerstand:
