Kas yra Lorentzo jėga, koks šios jėgos dydis ir kryptys
Apibrėžimas
Kai elektronai juda išilgai laidininko, aplink jį atsiranda magnetinis laukas. Tuo pačiu metu, jei įvesite laidininką į skersinį magnetinį lauką ir jį perkelsite, atsiras elektromagnetinės indukcijos EMF. Jei srovė teka per laidininką, esantį magnetiniame lauke, jį veikia Ampere jėga.
Jo vertė priklauso nuo tekančios srovės, laidininko ilgio, magnetinės indukcijos vektoriaus dydžio ir kampo tarp magnetinio lauko ir laidininko linijų sinuso. Jis apskaičiuojamas pagal formulę:
Nagrinėjama jėga yra šiek tiek panaši į aukščiau nagrinėtą, tačiau ji veikia ne laidininką, o judančią įkrautą dalelę magnetiniame lauke. Formulė yra:
Svarbu! Lorenco jėga (FL) veikia elektroną, judantį magnetiniame lauke, o laidininką - amperą.
Iš dviejų formulių matyti, kad kuo pirmas ir antras atvejai yra arčiau alfa kampo 90 laipsnių sinuso, tuo didesnis poveikis atitinkamai laidininkui arba krūviui Fa arba Fl.
Taigi Lorenco jėgai būdingas ne greičio dydžio pokytis, o magnetinio lauko poveikis įkrautam elektronui arba teigiamam jonui. Patekęs į juos, FL neatlieka jokių darbų. Atitinkamai keičiasi būtent įkrautos dalelės judėjimo greičio kryptis, o ne jos dydis.
Lorentzo jėgos matavimo vienetui, kaip ir kitoms fizikos jėgoms, naudojamas toks kiekis kaip Niutonas. Jo komponentai:
Kaip nukreipta Lorenco galia
Lorentz jėgos krypčiai nustatyti, kaip ir Ampere jėgai, veikia kairiosios rankos taisyklė. Tai reiškia, kad norint suprasti, kur nukreipta Fl reikšmė, reikia atidaryti kairiosios rankos delną, kad magnetinės indukcijos linijos patektų į ranką, o keturi ištiesti pirštai nurodytų greičio vektoriaus kryptį. Tada nykštis, sulenktas stačiu kampu į delną, rodo Lorenco jėgos kryptį. Žemiau esančioje nuotraukoje matote, kaip nustatyti kryptį.
Dėmesio! Lorenco veiksmo kryptis yra statmena dalelės judėjimui ir magnetinės indukcijos linijoms.
Tuo pat metu, jei reikia tiksliau, teigiamai ir neigiamai įkrautoms dalelėms svarbu keturių ištiestų pirštų kryptis. Aukščiau aprašyta kairiosios rankos taisyklė suformuluota teigiamam daleliui.Jei jis yra neigiamai įkrautas, tada magnetinės indukcijos linijos turėtų būti nukreiptos ne į atvirą delną, o į jo užpakalinę pusę, o vektoriaus Fl kryptis bus priešinga.
Dabar paprastais žodžiais papasakosime, ką šis reiškinys mums suteikia ir kokią realią įtaką jis turi mokesčiams. Tarkime, kad elektronas juda plokštumoje, statmenoje magnetinės indukcijos linijų krypčiai. Mes jau minėjome, kad Fl neturi įtakos greičiui, o tik keičia dalelių judėjimo kryptį. Tada Lorentzo jėga turės centripetalinį efektą. Tai atsispindi paveiksle žemiau.
Taikymas
Iš visų sričių, kuriose naudojama Lorenco jėga, viena didžiausių yra dalelių judėjimas žemės magnetiniame lauke. Jei mes laikysime savo planetą dideliu magnetu, tada dalelės, esančios šalia šiaurinių magnetinių polių, pagreitintą judesį sukuria spirale. Dėl to jie iš viršutinės atmosferos susiduria su atomais, ir mes matome šiaurinius žiburius.
Tačiau yra ir kitų atvejų, kai šis reiškinys galioja. Pavyzdžiui:
- Katodinių spindulių vamzdžiai. Jų elektromagnetinio įlinkio sistemose. CRT buvo naudojami daugiau nei 50 metų iš eilės įvairiuose įrenginiuose, pradedant nuo paprasčiausio osciloskopo ir baigiant įvairių formų ir dydžio televizoriais. Įdomu, kad kai kurie klausimai, susiję su spalvų perteikimu ir darbu su grafika, vis dar naudoja CRT monitorius.
- Elektromobiliai - generatoriai ir varikliai. Nors čia labiau veikia „Ampere“ jėga. Bet šias vertybes galima laikyti gretimomis. Tačiau tai yra sudėtingi prietaisai, kurių veikimo metu pastebimas daugelio fizinių reiškinių poveikis.
- Įkrautų dalelių greitintuvuose, kad būtų suteikta jų orbita ir kryptys.
Išvada
Apibendrinti ir išdėstyti keturis pagrindinius šio straipsnio punktus paprasta kalba:
- Lorenco jėga veikia įkrautas daleles, kurios juda magnetiniame lauke. Tai išplaukia iš pagrindinės formulės.
- Tai tiesiogiai proporcinga įkrautos dalelės greičiui ir magnetinei indukcijai.
- Nedaro įtakos dalelių greičiui.
- Įtakoja dalelės kryptį.
Jos vaidmuo gana didelis „elektrinėse“ srityse. Specialistas neturėtų pamiršti pagrindinės teorinės informacijos apie pagrindinius fizinius dėsnius. Šios žinios yra naudingos, kaip ir tiems, kurie užsiima moksliniu darbu, dizainu ir tiesiog bendram tobulėjimui.
Galiausiai rekomenduojame žiūrėti naudingus vaizdo įrašus, kad sutvirtintumėte tirtą medžiagą:
Dabar jūs žinote, kas yra Lorentzo jėga, kuo ji lygi ir kaip ji veikia įkrautas daleles. Jei turite klausimų, užduokite juos komentaruose pagal straipsnį!
Susijusios medžiagos:
Įkeliama ...
