Силовое действие магнитного поля

Сила Ампера. На проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует сила, равная
F = I·L·B·sin(a),

где I - сила тока в проводнике;
B - модуль вектора индукции магнитного поля;
L - длина проводника, находящегося в магнитном поле;
a - угол между вектором магнитного поля и проводником.
Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, называют силой Ампера.



Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки:



    * четыре пальца по току;
    * перпендикулярная проводнику составляющая вектора индукции В входит в ладонь;
    * отогнутый большой палец дает направление F.

Сила Лоренца.

Так как электрический ток представляет собой упорядоченное движение зарядов, то действие магнитного поля на проводник с током есть результат его действия на отдельные движущиеся заряды.
Силу, действующую со стороны магнитного поля на движущиеся в нем заряды, называют силой Лоренца.
Из закона Ампера следует, что сила Лоренца определяется соотношением:
Fл = q·V·B·sin(a).

где q - величина движущегося заряда;
V - модуль его скорости;
B - модуль вектора индукции магнитного поля;
a - угол между вектором скорости заряда и вектором магнитной индукции.

Направление вектора Fл определяется по правилу левой руки:

    * четыре пальца по направлению скорости движения положительного заряда V;
    * перпендикулярная скорости составляющая вектора индукции входит в ладонь;
    * отогнутый большой палец дает направление силы Лоренца Fл
*

Примечание: если заряд отрицательный, то направление противоположно тому, которое мы получим по правилу левой руки.

Обратите внимание, что Fл перпендикулярна V. Поэтому сила Лоренца не совершает работы, не изменяет модуль скорости заряда и его кинетической энергии. Но направление скорости изменяется непрерывно.

Частные случаи

1. Заряд q движется параллельно силовым линиям магнитного поля.
Т.к. a = 0, то  Fл = 0 и, следовательно, заряд в магнитном поле движется равномерно и прямолинейно.

2. Заряд q движется  перпендикулярно силовым линиям магнитного поля.
Т.к. a = p/2, то Fл = q·v·B.
Сила Лоренца создает центростремительное ускорение, равное a = V2/R.




Заряд движется по окружности. По второму закону Ньютона не трудно найти радиус окружности и период обращения заряда в магнитном поле:

m·v2/R = q·v·B;
R = m·V/(q·B);
T= 2·p·R/V = 2·p·m/(q·B).

Другие записи

10.06.2016. Вещество в магнитном поле
Магнитная проницаемость вещества. Значение магнитной индукции зависит от среды, в которой существует магнитное поле. Следовательно, магнитная индукция характеризует магнитное поле с учетом намагничения…