Jaké pravidlo určuje směr Lorentzovy síly?

Síla působící na pohybující se nabitou částici z magnetického pole se nazývá Lorentzova síla. Experimentálně bylo zjištěno, že síla působící na náboj v magnetickém poli je kolmá na vektory a její modul je určen vzorcem:

kde je úhel mezi vektory a.

Je určen směr Lorentzovy síly pravidlo levé ruky (Obr. 6):

pokud jsou natažené prsty umístěny ve směru rychlosti kladného náboje a magnetické siločáry vstupují do dlaně, pak ohnutý palec bude ukazovat směr síly , působící na náboj z magnetického pole.

Pro záporný náboj by měl být směr obrácený.

Rýže. 6. Pravidlo levé ruky pro určení směru Lorentzovy síly.

1.5. Ampérový výkon. Pravidlo levé ruky pro určení směru Ampérovy síly

Experimentálně bylo zjištěno, že na vodič s proudem umístěný v magnetickém poli působí síla nazývaná ampérová síla (viz část 1.3.). Určí se směr ampérové síly (obr. 4). pravidlo levé ruky (viz odstavec 1.3).

Ampérový silový modul se vypočítá podle vzorce

kde je síla proudu ve vodiči, je indukce magnetického pole, je délka vodiče, je úhel mezi směrem proudu a vektorem.

1.6. Magnetický tok

Magnetický tok skrz uzavřený obrys je skalární fyzikální veličina rovna součinu vektorového modulu plochou obrysu a kosinusem úhlu mezi vektorem a normálou k obrysu (obr. 7):

Rýže. 7. K pojmu magnetický tok

Magnetický tok lze jednoznačně interpretovat jako hodnotu úměrnou počtu magnetických indukčních čar pronikající povrchem o ploše .

Jednotkou magnetického toku je weber .

Magnetický tok 1 Wb je vytvořen rovnoměrným magnetickým polem o indukci 1 T povrchem 1 m2 umístěným kolmo k vektoru magnetické indukce:

2. Elektromagnetická indukce

2.1. Fenomén elektromagnetické indukce

V roce 1831 Faraday objevil fyzikální jev tzv jev elektromagnetické indukce (EMI), který spočívá v tom, že při změně magnetického toku pronikajícího do obvodu v něm vzniká elektrický proud. Proud získaný Faradayem se nazývá indukce.

Indukovaný proud lze získat například, když je permanentní magnet zatlačen do cívky, ke které je připojen galvanometr (obr. 8, a). Pokud je magnet vyjmut z cívky, objeví se proud v opačném směru (obr. 8, b).

ČTĚTE VÍCE

Jaký je rozdíl mezi překrytím a polovičním překrytím?

Indukovaný proud vzniká i tehdy, když magnet stojí a cívka se pohybuje (nahoru nebo dolů), tzn. Vše, na čem záleží, je relativita pohybu.

Ale ne každý pohyb vytváří indukovaný proud. Když se magnet otáčí kolem své svislé osy, neprotéká žádný proud, protože v tomto případě se magnetický tok cívkou nemění (obr. 8, c), zatímco v předchozích experimentech se magnetický tok mění: v prvním experimentu se zvyšuje a ve druhém se zmenšuje (obr. 8, a, b).

Směr indukčního proudu je podřízen Lenzovo pravidlo:

Indukovaný proud vznikající v uzavřeném obvodu je vždy směrován tak, aby magnetické pole, které vytváří, působilo proti příčině, která jej způsobuje.

Indukovaný proud brání vnějšímu toku, když se zvyšuje, a podporuje externí tok, když se snižuje.

Rýže. 8. Jev elektromagnetické indukce

Dole na obrázku vlevo (obr. 9) se indukce vnějšího magnetického pole směřujícího „od nás“ (+) zvyšuje (>0), vpravo klesá (<0). To je jasnéindukovaný proud nasměrován tak, aby to vlastní magnetický pole zabraňuje změně vnějšího magnetického toku, který tento proud způsobil.

Lorentzova síla – síla působící na bodově nabitou částici pohybující se v magnetickém poli.

Je rovna součinu náboje, modulu rychlosti částice, modulu indukčního vektoru magnetického pole a sinusu úhlu mezi vektorem magnetického pole a rychlostí částice.

F_Л = q υ B hřích α.

Lorentzova síla je vektorová veličina. Lorentzova síla nabývá největší hodnoty, když jsou indukční vektory a směr rychlosti částice kolmé.

Směr Lorentzovy síly je určen pravidlem levé ruky:

Pokud vektor magnetické indukce vstoupí do dlaně levé ruky a čtyři prsty jsou nataženy ve směru vektoru aktuálního pohybu, pak palec ohnutý do strany ukazuje směr Lorentzovy síly.

V rovnoměrném magnetickém poli se částice bude pohybovat po kruhu a Lorentzova síla bude dostředivá. V tomto případě nebude provedena žádná práce.

30. Ampérový výkon

Na vodič s proudem v magnetickém poli působí síla rovna

I – síla proudu ve vodiči; B – modul vektoru indukce magnetického pole; L je délka vodiče umístěného v magnetickém poli; a je úhel mezi vektorem magnetického pole a směrem proudu ve vodiči.

ČTĚTE VÍCE

Jak správně nainstalovat parotěsnou fólii na střechu?

Síla působící na vodič s proudem v magnetickém poli se nazývá ampérová síla.

Maximální ampérová síla je:

Odpovídá a = 90 0.

Směr ampérové síly je určen pravidlem levé ruky: pokud je levá ruka umístěna tak, že kolmá složka vektoru magnetické indukce B vstupuje do dlaně a čtyři natažené prsty směřují ve směru proudu, pak palec ohnutý o 90 stupňů ukáže směr síly působící na segmentový vodič s proudem, tedy ampérovou sílu.

31. Síla interakce proudů

Amperův zákon – zákon vzájemného působení elektrických proudů. Poprvé jej instaloval André Marie Ampère v roce 1820 pro stejnosměrný proud. Z Ampérova zákona vyplývá, že paralelní vodiče s elektrickými proudy tekoucími v jednom směru se přitahují a v opačných se odpuzují.

Nejznámějším příkladem ilustrujícím Ampérovu sílu je následující problém. Ve vakuu na dálku r jsou od sebe umístěny dva nekonečné paralelní vodiče, ve kterých proudí jedním směrem I1> a I2 >. Je potřeba zjistit sílu působící na jednotku délky vodiče.

V souladu s Biot-Savart-Laplaceovým zákonem nekonečný vodič s proudem I1> v bodě v dálce r vytváří magnetické pole s indukcí®=>>>>,>