Mi az a Lorentz-erő, milyen erő és irányok vannak ennek az erőnek?
meghatározás
Amikor az elektronok egy vezető mentén mozognak, mágneses mező jelenik meg körülötte. Ugyanakkor, ha a vezetőt keresztirányú mágneses mezőbe helyezi és mozgatja, akkor az elektromágneses indukció EMF-je lép fel. Ha egy áram átvezet egy vezetéken, amely egy mágneses mezőben van, akkor egy amper erő hat rá.
Értéke függ az áramló áramtól, a vezető hosszától, a mágneses indukciós vektor nagyságától és a mágneses mező vonalai és a vezető közötti szög szinuszától. Ezt a következő képlettel kell kiszámítani:
A vizsgált erő némileg hasonló a fentiekhez, de nem a vezetőre, hanem a mágneses mezőben mozgó töltött részecskére hat. A képlet:
Fontos! A Lorentz-erő (FL) a mágneses mezőben mozgó elektronokra és az Ampere vezetőre hat.
A két képletből kitűnik, hogy az első és a második esetben minél közelebb van az alfa-szög szinusza 90 fokhoz, annál nagyobb a hatása a vezetőre, vagy a töltés Fa vagy Fl értékére.
Tehát a Lorentz-erőt nem a sebesség nagyságának megváltozása jellemzi, hanem egy mágneses mező egy töltött elektronra vagy pozitív ionra gyakorolt hatása. Ha kitéve őket, az FL nem végez munkát. Ennek megfelelően a töltött részecske mozgásának sebessége pontosan megváltozik, nem pedig a nagysága.
A Lorentz-erő mértékegységét illetően, mint a fizikában alkalmazott többi erő esetén, olyan mennyiséget használunk, mint Newton. Összetevői:
Hogyan irányul Lorentz ereje?
A Lorentz-erő irányának meghatározásához, mint az Ampere-erő esetén, a bal kéz szabálya érvényes. Ez azt jelenti, hogy annak megértéséhez, hogy az Fl értéke mikor irányul, ki kell nyitni a bal kezét, hogy a mágneses indukciós vonalak bemenjenek a kézbe, és a hosszúkás négy ujj jelzi a sebességvektor irányát. Ezután a tenyérrel derékszögben hajlított hüvelykujj jelzi a Lorentz erő irányát. Az alábbi képen láthatja, hogyan lehet meghatározni az irányt.
Figyelem! A Lorentz-akció iránya merőleges a részecske mozgására és a mágneses indukciós vonalra.
Ugyanakkor, pontosabban, a pozitív és negatív töltésű részecskék esetében a négy meghosszabbított ujj iránya számít. A fent leírt bal oldali szabályt egy pozitív részecskére formuláltuk.Ha negatív töltésű, akkor a mágneses indukciós vonalakat nem a nyitott tenyérre, hanem a hátsó oldalára kell irányítani, és az Fl vektor iránya ellentétes lesz.
Most egyszerű szavakkal fogjuk elmondani, hogy mit ad ez a jelenség nekünk, és milyen valódi hatása van a díjakra. Tegyük fel, hogy egy elektron egy mágneses indukciós vonal irányára merőleges síkban mozog. Már említettük, hogy az Fl nem befolyásolja a sebességet, hanem csak a részecskék mozgásának irányát változtatja meg. Akkor a Lorentz-erő centripetális hatással lesz. Ezt tükrözi az alábbi ábra.
kérelem
Azon területek közül, ahol a Lorentz-erőt alkalmazzák, az egyik legnagyobb a részecskék mozgása a föld mágneses mezőjében. Ha bolygónkat nagy mágnesnek tekintjük, akkor a részecskék, amelyek az északi mágneses pólusok közelében vannak, spirálban gyorsulnak. Ennek eredményeként összeütköznek a légkör felső atomjaival, és látjuk az északi fényt.
Vannak más esetek is, amikor ez a jelenség érvényes. Például:
- Katódsugárcsövek. Elektromágneses eltérítési rendszerükben. A CRT-ket több mint 50 éve használják egymás után különféle eszközökön, a legegyszerűbb oszcilloszkóptól a különféle formájú és méretű televízióig. Kíváncsi, hogy a színvisszaadással és a grafikával kapcsolatos kérdésekben még mindig vannak CRT monitorok.
- Elektromos autók - generátorok és motorok. Bár az Ampere erő inkább itt fog fellépni. De ezeket az értékeket szomszédosnak lehet tekinteni. Ezek azonban összetett eszközök, amelyek működése során számos fizikai jelenség hatását észlelik.
- A töltött részecskék gyorsítójában, hogy keringési pályákat és irányokat biztosítsanak nekik.
következtetés
Összefoglalva és körvonalazva a cikk négy fő pontját egyszerű nyelven:
- A Lorentz erő olyan töltött részecskékre hat, amelyek mágneses mezőben mozognak. Ez az alapképletből következik.
- Közvetlenül arányos a töltött részecske sebességével és a mágneses indukcióval.
- Nem befolyásolja a részecske sebességét.
- Befolyásolja a részecske irányát.
Meglehetősen nagy szerepe van az "elektromos" területeken. A szakembernek nem szabad szem elől tévesztenie az alapvető fizikai törvényekkel kapcsolatos elméleti információkat. Ez az ismeret hasznos, valamint azok számára is, akik tudományos munkával, tervezéssel és csak általános fejlesztéssel foglalkoznak.
Végül azt javasoljuk, hogy nézze meg a hasznos videókat a vizsgált anyag megszilárdításához:
Most már tudja, mi a Lorentz-erő, miben egyenlő és hogyan befolyásolja a töltött részecskéket. Ha kérdése van, kérdezze meg őket a cikk alatt található megjegyzésben!
Kapcsolódó anyagok:
Betöltés ...
