електропровідність електролітів | Рідин при постійному струмі | Первинне дію постійного струму на тканини організму. Гальванізація. Електрофорез лікарських речовин | Квазістаціонарним називають такий струм, для якого час встановлення однакового значення по всьому ланцюгу значно менше періоду коливань. | Опір в колі змінного струму. резонанс напруг | Імпеданс тканин організму. Дисперсія імпедансу. | Основні характеристики магнітного поля | Магнітні властивості тканин організму. Поняття про біомагнетізма і магнітобіології |

загрузка...
загрузка...
На головну

На рухомий електричний заряд. сила Лоренца

  1. Дипольний електричний генератор (струмовий диполь)
  2. Електричний заряд. Закон Збереження електричного заряду. закон Кулона
  3. ВИВЧЕННЯ ДІЇ СИЛИ ЛОРЕНЦА НА ЧАСТКУ, влітає перпендикулярного магнітного ПОЛЮ.
  4. ВИВЧЕННЯ ДІЇ СИЛИ ЛОРЕНЦА НА ЧАСТКУ, влітає ПІД КУТОМ до магнітного поля.
  5. Лекція № 23. Електричний струм і його вплив на людину
  6. Перетворення координат Лоренца

Сила, що діє, відповідно до закону Ампера, на провідник зі струмом в магнітному полі, є результат його впливу на рухомі електричні заряди, що створюють цей струм.

 Розглянемо циліндричний провідник довжиною l с струмом I, Розташований в магнітному полі індукції  (Рис. 13.8). Швидкість спрямованого руху деякого позитивного заряду q дорівнює u. Сила, що діє на окремий рухомий заряд, визначається відношенням сили F, прикладеної до провідника зі струмом, до загальної кількості.N цих зарядів в ньому:

(13.17)

Мал. 13.8

Розкриємо вираження для сили, використовуючи (13.13) і вважаючи, що сила струму дорівнює

де j - Щільність струму. З огляду на (12.50), одержуємо

(13.18)

де п = N / (Sl) - Концентрація частинок. Підставляючи (13.18) в (13.17), получаемвираженіе для сили, що діє з боку магнітного поля на окремий рухомий електричний заряд і званої силою Лоренца:

Напрямок сили Лоренца можна визначити з векторної записи рівняння (13.19) з урахуванням знака заряду q:

(13.20)

Як видно з (13.20), ця сила завжди перпендикулярна площині, в якій лежать вектори и  . З механіки відомо, що якщо сила перпендикулярна швидкості, то вона змінює лише її напрямок, але не значення. Отже, сила Лоренца не змінює кінетичної енергії рухомого заряду і не робить роботи.

Якщо заряд нерухомий щодо магнітного поля або його швидкість паралельна (антипаралельними) вектору магнітної індукції, то сила Лоренца дорівнює нулю.

 Нехай в однорідному магнітному полі перпендикулярно вектору індукції  влітає зі швидкістю v позитивно заряджена частинка (рис. 13.9). На неї діє сила Лоренца fЛ, Яка викличе доцентровийприскорення, і, за другим законом Ньютона,

mu2/ R = quB, (13.21)

де q і т - Заряд і маса частинки, r - Радіус траєкторії, по якій вона буде рухатися. З (13.21) одержуємо

Мал. 13.9 r = mu / (qB). (13.22)

Звідси випливає, що радіус траєкторії залишається постійним, а сама траєкторія є окружність.

Використовуючи (13.22) і вважаючи, що значення швидкості частинки не змінюється, знайдемо період обертання її по колу:

(13.23)

ставлення q / m називають питомим зарядом частинки. Період обертання її в магнітному полі [см. (13.23)] не залежить від радіуса кола і швидкості, а визначається тільки магнітної індукції і питомим зарядом. Цю особливість використовують в прискорювачі заряджених частинок - циклотроні.

Щоб описати форму траєкторії зарядженої частинки, влітає зі швидкістю  в однорідне магнітне поле під довільним кутом до  (Рис. 13.10), розкладемо вектор і на дві складові і || и ^, Спрямовані відповідно уздовж вектора магнітної індукції магнітного поля і перпендикулярно йому. складова || при русі частинки в магнітному полі залишається постійною; сила Лоренца, що діє на частинку, змінить напрямок складової швидкості ^. Під дією цієї сили частка обертається по колу. Таким чином, траєкторією руху буде гвинтова лінія - обертання по колу зі швидкістю ^ спільно з переміщенням уздовж вектора магнітної індукції зі швидкістю ||.

Якщо на рухому заряджену частинку q діють електричне поле з напруженістю  і магнітне поле з магнітною індукцією  (Рис. 13.11), то результуюча сила дорівнює

(13.24)

У багатьох системах (осцилограф, телевізор, електронний мікроскоп) здійснюють управління електронами або іншими зарядженими частинками, впливаючи на них електричними і магнітними полями, в цьому випадку основною розрахунковою формулою є (13.24).



закон Ампера | Магнітні властивості речовини
загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати