Что такое сила Лоренца, каковы величина и направления этой силы

  • Определение
  • Как направлена ​​сила Лоренца
  • заявка
  • Предложение

Определение

Когда электроны движутся по проводнику, вокруг него возникает магнитное поле. В то же время, если поместить проводник в поперечное магнитное поле и сдвинуть его — появится ЭДС электромагнитной индукции. Если ток течет по проводнику в магнитном поле, на него действует сила Ампера.

Его размер зависит от протекающего тока, длины проводника, величины вектора магнитной индукции и синусоидального угла между силовыми линиями магнитного поля и проводником. Он рассчитывается по формуле:

Рассматриваемая сила частично аналогична рассмотренной выше силе, но действует не на проводник, а на заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле. Формула принимает вид:

Важный! Сила Лоренца (Fl) действует на электрон, движущийся в магнитном поле, а сила Ампера — на проводник.

Из этих двух формул видно, что как в первом, так и во втором случае, чем ближе синусоида с углом альфа к 90 градусам, тем больше проводник или заряд подвержены влиянию Fa или Fl, соответственно.

Таким образом, сила Лоренца характеризует не изменение величины скорости, а действие магнитного поля на заряженный электрон или положительный ион. Действуя на них, Fl не работает. Соответственно, меняется направление скорости заряженной частицы, но не ее размер.

Что касается единицы измерения силы Лоренца, как и других сил в физике, используется такое значение, как Ньютон. Его ингредиенты:

Как направлена сила Лоренца

Для определения направления силы Лоренца, как и в случае силы Ампера, работает правило левой руки. Это означает, что для того, чтобы понять, куда идет значение Fl, вам нужно раскрыть ладонь левой руки так, чтобы линии магнитной индукции вошли в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали в направлении вектора скорости. Затем большой палец, согнутый под прямым углом к ​​ладони, показывает направление силы Лоренца. На фото ниже вы можете увидеть, как определить направление.

Предупреждение. Направление действия Лоренца перпендикулярно движению молекулы и линии магнитной индукции.

В частности, для положительно и отрицательно заряженных частиц важно направление четырех развернутых пальцев. Описанное выше правило левой руки сформулировано для положительной частицы. Если он заряжен отрицательно, линии магнитной индукции должны быть направлены не к открытой руке, а к ее тыльной стороне, а направление вектора Fl будет противоположным.

Теперь простыми словами расскажем, что дает нам это явление и что реально влияет на размер комиссионных. Предположим, электрон движется в плоскости, перпендикулярной направлению линии магнитной индукции. Мы уже упоминали, что Fl не влияет на скорость, а только меняет направление движения частицы. Тогда сила Лоренца будет иметь центростремительный эффект. Это отражено на рисунке ниже.

Применение

Из всех областей, где используется сила Лоренца, одной из самых больших является движение частиц в магнитном поле Земли. Если рассматривать нашу планету как большой магнит, частицы вблизи северного магнитного полюса совершают ускоренное спиральное движение. В результате они сталкиваются с атомами в верхних слоях атмосферы, и мы видим северное сияние.

Однако есть и другие случаи, когда это так. Например:

  • Электронно-лучевые трубки. В их электромагнитных системах рыскания. Уже более 50 лет кинескопы используются в самых разных устройствах, от самых простых осциллографов до телевизоров всех форм и размеров. Интересно, что некоторые до сих пор используют ЭЛТ-мониторы для воспроизведения цвета и графики.
  • Электрические машины — генераторы и двигатели. Хотя здесь большее значение имеет сила Ампера. Но эти суммы можно считать связанными. Однако это сложные устройства, которые работают под воздействием многих физических явлений.
  • В ускорителях заряженных частиц дать им орбиты и направления.

Заключение

Резюмируем и простыми словами обрисовываем четыре основных тезиса этой статьи:

  1. Сила Лоренцадействует на заряженные частицы, движущиеся в магнитном поле.Это связано с основной формулой.
  2. Она прямо пропорциональна скорости заряженной частицы и магнитной индукции.
  3. Это не влияет на скорость частицы.
  4. Влияет на направление молекулы.

Его роль довольно велика в «электрических» сферах.Специалист не должен упускать из виду базовую теоретическую информацию об основных законах физики.Эти знания будут полезны как тем, кто занимается исследованиями, проектированием и только для общего развития.

Наконец, мы рекомендуем посмотреть несколько полезных видео, которые закрепят то, что вы узнали:

Теперь вы знаете, что такое сила Лоренца, чему она равна и как она действует на заряженные частицы.Если у вас возникнут вопросы, смело задавайте их в комментариях под статьей!

Материалы по теме: