Як визначити силу магнітного поля

Як визначити силу магнітного поля

Сила Лоренца необхідна для визначення магнітного поля. Вона являє собою силу, що діє на заряджену частинку, яка рухається в електромагнітному полі. Завдяки цій силі відбувається перерозподіл струму по перетину провідника. Подібний ефект використовується в термомагнітних і гальваномагнітних пристроях.

Вам знадобиться

- Калькулятор.

Інструкція

  1. Визначте напрям сили магнітного поля (сили Лоренца). Використовуйте для цього правило лівої руки, або правило свердлика. Долоня лівої руки розташуйте таким чином, щоб лінії магнітної індукції як би входили в неї, а чотири витягнутих пальці, складених разом паралельно один одному, позначали напрямок руху позитивного заряду. У результаті великий палець лівої руки, відігнутий на кут у 90 градусів, вкаже напрям сили Лоренца. Якщо правило свердлика застосовується для негативних зарядів, то чотири витягнутих пальці розташуєте проти швидкості руху заряджених частинок.
  2. Індукцію магнітного поля, яка і є силовий характеристикою поля, утвореного електричним струмом, можна знайти за наведеною формулою. Тут r ₒ — це радіус-вектор. Він вказує точку, в якій ми знаходимо силу магнітного поля. Dl — довжина ділянки, що утворює магнітне поле, а I — відповідно, сила струму. В системі СІ μ ₒ — постійна магнітна, рівна твору 4π на 10 в -7 ступеня.
  3. Модуль сили Лоренца визначте як твір наступних величин: модуля заряду носія, швидкості впорядкованого руху носія по провіднику, модуля індукції магнітного поля, синуса кута між векторами зазначеної швидкості і магнітної індукції. Ця формула справедлива при всіх значеннях швидкості зарядженої частинки.
  4. Запишіть вираз і зробіть необхідні розрахунки.

Зверніть увагу

Якщо заряджена частинка здійснює рух в магнітному полі, що характеризується однорідністю, то при дії на неї сили Лоренца вектор швидкості цієї частинки буде лежати в площині, перпендикулярній вектору магнітної індукції. У результаті заряджений об’єкт стане рухатися по колу. У таких випадках магнітна сила Лоренца стає доцентровою силою.

Корисні поради

Напрям сили Лоренца перпендикулярно напрямку векторів швидкості і магнітної індукції. У момент руху в магнітному полі зарядженої частинки ця сила ніякої роботи не робить. Отже, модуль вектора швидкості в цей час зберігається, а змінюється лише напрям цього вектора.