Головна

Частка в електричному полі

  1.  АПЕЙРОН (грец. ? - негативна частка, peiron - межа, кінець) - поняття давньогрецької філософії, що позначає "безмежне".
  2.  Подвійне променезаломлення в електричному полі.
  3.  ДИПОЛЬ У ЗОВНІШНЬОМУ електричному полі
  4.  діелектричному хвилеводі
  5.  Затухаючі коливання в електричному контурі. Добротність контуру.
  6.  Класифікація по взаємодії між частинками дисперсної фази або ступеня структурованості системи
  7.  Досвід № 1. Дослідження процесу коагуляції золю «берлінської блакиті» з негативно зарядженими частинками

Нехай частка масою m і з зарядом e влітає зі швидкістю v в електричне поле плоского конденсатора. Довжина конденсатора x, напруженість поля дорівнює Е. Зміщуючись в електричному полі вгору, електрон пролетить через конденсатор по криволінійній траєкторії і вилетить з нього, відхилившись від первісного напрямку на y. Під дією сили поля, F = eE = ma частинка рухається прискорено по вертикалі, тому

Час руху частинки вздовж осі ох з постійною швидкістю  . тоді  . А це є рівняння параболи. Т.ч. заряджена частинка рухається в електричному полі по параболі.

3. Частка в магнітному полі Розглянемо рух зарядженої частинки в магнітному полі напруженістю Н. Силові лінії поля зображені точками і спрямовані перпендикулярно до площини малюнка (до нас).

Рухома зарядженачастка є електричний струм. Тому магнітне поле відхиляє частку вгору від її первісного напрямку руху (напрямок руху електрона протилежно напрямку струму)

Відповідно до формули Ампера сила, що відхиляє частку на будь-якій ділянці траєкторії дорівнює

 , струм  , Де t-час, за яке заряд e проходить по ділянці l. Тому

Враховуючи що  , отримаємо

Сила F називається Лоренцеве силою. Напрямки F, v і H взаємно перпендикулярні. Напрямок F можна визначити за правилом лівої руки.

Будучи перпендикулярна швидкості  , Лоренцева сила змінює тільки напрям швидкості руху частинки, не змінюючи величини цієї швидкості. Звідси слідує що:

1. Робота сили Лоренца дорівнює нулю, тобто постійне магнітне поле не робить роботи над рухається в ньому зарядженою часткою (не змінює кінетичної енергії частинки)

Нагадаємо, що на відміну від магнітного поля електричне поле змінює енергію і величину швидкості рухається частинки.

2. Траєкторія частинки є колом, на якій частку утримує лоренцева сила, яка грає роль доцентрової сили.

Радіус r цієї окружності визначимо, прирівнюючи між собою Лоренцеве і доцентрові сили:

 звідки

Т.ч. радіус кола, по якій рухається частка, пропорційний швидкості частинки і обернено пропорційний напруженості магнітного поля.

Період обертання частинки T дорівнює відношенню довжини кола S до швидкості частинки v: 6

З огляду на вираз для r, отримаємо  Отже, період обертання частинки в магнітному полі не залежить від її швидкості.

Якщо в просторі, де рухається заряджена частинка, створити магнітне поле, спрямоване під кутом  до її швидкості  , То подальший рух частинки представить собою геометричну суму двох одночасних рухів: обертання по колу зі швидкістю  в площині, перпендикулярній до силових ліній, і переміщення уздовж поля зі швидкістю  . Очевидно, що результуюча траєкторія частки виявиться гвинтовою лінією

.

4. Електромагнітні лічильники швидкості крові

Принцип дії електромагнітного лічильника заснований на русі електричних зарядів в магнітному полі. У крові є значна кількість електричних зарядів у вигляді іонів.

Припустимо, що деяка кількість однозарядних іонів рухається всередині артерії зі швидкістю  . Якщо артерію помістити між полюсами магніту, іони будуть рухатися в магнітному полі.

для напрямків  і B, показаних на рис.1., магнітна сила  діюча на позитивно заряджені іони спрямована вгору, а сила  , Що діє на негативно заряджені іони, спрямована вниз. Під впливом цих сил іони рухаються до протилежних стінок артерії. Ця поляризація артеріальних іонів створює поле E (рис.2), еквівалентну однорідному полю плоского конденсатора. Тоді різниця потенціалів в артерії U (діаметр якої d) пов'язаний з Е формулою

 Це електричне поле, діючи на іони, створює електричні сили и  , Напрямок яких протилежний до напряму и  , Як показано на рис.2.

Концентрація зарядів на протилежних стінках артерії триватиме до тих пір, поки електричне полі не зросте настільки, що = .

Для стану рівноваги можна записати ;  звідки

Таким чином, швидкість крові пропорційна напрузі, зростаючому поперек артерії. Знаючи напругу, а також значення B і d, можна визначити швидкість крові.

 




 Перебіг і властивості рідин |  Формула Пуазейля |  Приклади розв'язання задач |  Приклади розв'язання задач |  електростатика |  Робота переміщення заряду в електричному полі. Потенціал. |  контактні явища |  електромагнетизм |  Діамагнітні, парамагнітні і феромагнітні речовини. Магнітна проникність і магнітна індукція. |  Приклади розв'язання задач |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати