Всеки проводник с ток създава магнитно поле в заобикалящото пространство. Електрическият ток е поръчано движение на електрически заряди. Ето защо може да се каже, че всяко еднократно движение във вакуум или среда създава магнитно поле около себе си. В резултат на обобщаването на експерименталните данни е установено закон, който определя полето на точкова такса, свободно движеща се (т.е. с постоянна скорост): където ъгълът между и радиуса-вектора, изразходвани за зареждане на точката на наблюдение . Получаваме, че движещата се заряда върху неговите магнитни свойства е еквивалентна на текущия елемент :.
Тези модели са валидни само при ниски скорости на движещи се такси, когато електрическото поле на свободно движещо се зареждане може да се счита за електростатично, т.е. Създаден от фиксиран заряд, разположен в този момент, където в момента се намира движещата такса.
Ефект на залата: Възникване в метал (или полупроводник) с плътност на тока, поставена в магнитно поле, електрическо поле в посока перпендикулярна и.
Този феномен е открит през 1879 г. и се нарича ефект на залата или galvanomagnetization.. Ние поставяме метална плоча с плътност на тока в магнитно поле перпендикулярно. Скоростта на текущите носители - електроните са насочени обратно. Електроните изпитват силата на силата на Лоренц, която е насочена в този случай нагоре. В горния ръб на плочата ще има повишена концентрация на електрони и на дъното - техният недостатък. В резултат на това между ръбовете на плаката се появява допълнително напречно електрическо поле, насочено нагоре. Когато напрежението на това напречно поле достига такава стойност, нейното действие върху таксите ще балансира властта на Лоренц, ще бъде установено стационарното разпределение на таксите в напречната посока. Тогава или когато напречната (холовск) разлика на потенциала, ширината на плочата. Като и, т.е. . Получаваме, че напречната разлика на потенциалите, където дебелината на плочата, постоянният салон, в зависимост от веществото. Познаване на постоянен салон и специфична проводимост на материала, можете да намерите мобилността на настоящите превозвачи, да определите концентрацията на настоящите носители, да преценете естеството на проводимостта на полупроводниците, защото Знакът на постоянната зала съвпада с знака за зареждане на заряда. Ефектът на залата е най-ефективният метод за изучаване на енергийния спектър на текущите носители в метали и полупроводници. Прилага се и за умножаване на постоянни течения в аналогови изчислителни машини, в измервателната техника (сензори за зала) и др.
Пълен ток.
По същия начин, циркулацията на вектора на токовете на електростатичното поле ще въведе циркулацията на магнитния вектор на индукцията. Циркулацията на векторното електростатично поле винаги е нула - електростатичното поле е потенциал. Циркулационен вектор магнитното поле не е равно на нула - вихровото поле и зависи от избора на контур.
Помислете за магнитното поле на безкрайна прав проводник с ток, разположен във вакуум (виж .ris.). Магнитните индукционни линии са кръгове, чиито равнини са перпендикулярни на проводника, а центровете лежат на оста. Ние намираме циркулацията на вектора по произволната линия на магнитната индукция - кръгът на радиуса.
Ord. Циркулацията на вектора според дадена затворена верига се нарича неразделна част, където между и. Във всички точки на индукционната линия векторът е равен на модула и е насочен от допирателна към този ред, т.е. .
Получаваме това циркулацията на вектораизравняемите текущи полета под вакуум са еднакви по всички магнитни индукционни линии.
Тази формула е валидна за затворена верига на произволна форма, което обхваща безкрайно дълъг проводник с ток. Да докажа!
Циркулацията на вектора на магнитния индукция на правилното проводник с ток по затворен контур, който не покрива този проводник, е нула. Да докажа!
Отношенията (1) и (2) във вакуум са универсални. Те са валидни за магнитното поле на проводника с ток от всякаква форма и размери, а не само за полето на безкраен проводник с права линия с ток. Да докажа!
|
В общия случай магнитното поле може да създаде цяла система от проводник с течения. Означават индукцията на магнитното поле във вакуум на един проводник с ток. Индукция на полученото магнитно поле, съгласно принципа на суперпозиция ,. \\ t Циркулацията на вектора по произволна затворена верига, проведена в полето, е еднаква. Въз основа на формули (1) и (2) получаваме:, следователно. Сумата включва само тези течения, които са обхванати от контура.
Пълна тока за магнитно поле по същество (теорема от векторна циркулация) :, където броят на проводниците с течения, обхванати от веригата на произволна форма. Всеки ток се взема предвид толкова пъти, колкото контурът е покрит. Токът се счита за ток, посоката, в която се формират посоката на байпас чрез контур на правната система; Преходът на обратната посока се счита за отрицателен. Законът е валиден само за полето във вакуум, защото Трябва да се вземат предвид молекулните течения за полето в веществото.
Например, за текущата система, показана на снимката :.
Теоремата на циркулацията позволява да се намери индукцията на полето без прилагането на законодателството на Биоасара - Лаплас. В този случай, за всички елементи на контура и. Забележка: когато полевата сила вътре в намотката на крайната дължина и силата на полето вътре в безкрайно дългата бобина.
Дефиниция
Lorentz Power. - сила, действаща върху таксувана частица, движеща се в магнитно поле.
Той е равен на заряда, модул за скорост на частици, магнитно поле веков модул и ъглов синус между вектора на магнитното поле и скоростта на движение на частиците.
Тук е мощността на Lorentz, заряд на частиците, векторният модул на магнитното поле, е скоростта на частиците, ъгълът между индукционния вектор на магнитното поле и посоката на движение.
Единица за измерване на сила - N (Нютон).
Lorentz мощност - векторна величина. Силата на Лоренц отнема най-важното, когато индукционните вектори и посоката на скоростта на частиците са перпендикулярни ().
Посоката на Lorentz Power се определя от правилото на лявата ръка:
Ако векторът на магнитната индукция влезе в дланта на лявата ръка и четири пръста се удължават към посоката на текущия вектор, след това палецът е палецът, показващ посоката на Lorentz Power.
В хомогенно магнитно поле, частицата ще се движи около обиколката, докато захранването на Lorentz ще бъде центристемата. Работата няма да бъде изпълнена.
Примери за решаване на проблеми по темата "Lorentz Power"
Пример 1.
Пример 2.
| Задачата | Под действието на силата на Лоренц масата на M маса с такса Q се движи около обиколката. Магнитното поле е хомогенно, напрежението му е равно на Б. Намерете центрофузовото ускоряване на частицата.
|
| Решение | Спомнете си Формулата на Lorentz Power: В допълнение, 2 юрка на Нютон: В този случай, властта на Лоренц е насочена към центъра на кръга и ускорението, той е създаден, който е насочен там, т.е. е центрофункционално ускорение. Така: |
Нидерландски физик X. A. Lorenz в края на XIX век. Тя установи, че силата, действаща от страна на магнитното поле върху движеща се таблица, винаги е перпендикулярна на посоката на движение на частицата и електропроводите на магнитното поле, в което се движи тази частица. Посоката на силата на Лоренц може да се определи с помощта на лявата ръка. Ако позиционирате дланта на лявата ръка, така че четирите удължени пръсти да показват посоката на движението на зареждането, а векторът на магнитната индукция на полето, влязъл в пенсионера, посочва посоката на силата на Lorentz, действаща върху положителен заряд.
Ако зарядът на частицата е отрицателен, мощността на Lorentz ще бъде насочена в обратна посока.
Модулът Lorentz захранване лесно се определя от закона и е:
Е. = | q.| vb sin?,
където q. - обвинението на частицата, \\ t в. - скоростта на нейното движение, ? - Ъгълът между скоростта и индуцирането на магнитния поли.
Ако, освен магнитното поле, има и електрическо поле, което действа върху заряда със сила 
, след това пълната сила, действаща върху обвинението, е равна на:
.
Често тази сила се нарича сила на Лоренц и силата, изразена с формулата ( Е. = | q.| vB. грях?) Обади се магнитна част на Лоренц.
Тъй като мощността на Лоренц е перпендикулярна на посоката на движение на частицата, тя не може да промени скоростта си (тя не работи) и може да промени само посоката на нейното движение, т.е. да предизвиква траекторията.
Такава кривина на електронната траектория в телевизионен кинескопа е лесна за наблюдение, ако донесете постоянен магнит на екрана си - изображението ще наруши.
Движение на заредената частица в хомогенно магнитно поле. Нека заредената частица лети при скорост в. В хомогенно магнитно поле, перпендикулярно на линиите на напрежението.
Силата, действаща от страна на магнитното поле на частица, ще го направи равномерно завъртане около кръга от радиуса r.което е лесно да се намери използването на втория закон на Нютон, изразяването на целенасоченото ускорение и формулата ( Е. = | q.| vB. грях?):
.
Оттук ще получим
.
където м. - маса от частици.
Използването на силата на Лоренц.
Ефектът от магнитното поле на движещите се зареждания се използва например в масспектрографипозволяване на отделяне на заредени частици съгласно техните специфични заряди, т.е., по отношение на заряда на частицата до нейната маса, и според получените резултати точно определят масите на частиците.
Вакуумната камера на устройството се поставя в полето (индукционно вектор, перпендикулярно на фигурата). Заредените частици се ускориха от електрическото поле (електрони или йони), описващи дъгата, попадат върху фотопластичната, където напускат следата, позволявайки да се измери радиуса на траекторията с голяма точност r.. За този радиус се определя специфичният заряд на йона. Знаейки заряда на йона, лесно изчислявайте масата му.
Сила, действаща върху електрически зарядQ., движещи се в магнитно поле със скороств., наречена сила на Лоренц и се изразява по формулата
(114.1)
където в индуцирането на магнитното поле, в което се движи таксата.
Посоката на Lorentz Power се определя с помощта на лявата ръка: ако дланта на лявата ръка е разположена така, че векторът в него да е включен и четирите удължени пръсти да изпратят по вектора в. (заQ. > 0 указанияI. ив. съвпада сQ. < 0 - обратното), тогава наведеният палец ще покаже посоката на действащата силаположителна такса. На фиг. 169 показва взаимна ориентация на векторитев., В (полето е насочено към нас, на фигурата е показана по точки) иЕ. За положителен заряд. За отрицателен заряд, сила действа в обратна посока. Lorentz захранващ модул (виж (114.1)) е равен
където - ъгълът на всекив. и V.
Изразът за Lorentz (114.1) ви позволява да намерите редица модели на движение на заредени частици в магнитно поле. Посоката на силата на Lorentz и посоката на отклонение на заредената частица, причинена от нея в магнитното поле, зависят от знака за зареждане Q. частици. Това се основава на дефиницията на чар на частиците, движещи се в магнитни полета.
Ако заредената частица се движи в магнитно поле при скороств.перпендикулярно на вектора в, тогава силата на ЛоренцЕ. = Q.[ vB.] Постоянна в модула и нормална до траекторията на частицата. Според втория закон на Нютон, тази сила създава центрострелно ускорение. Оттук следва, че частицата ще се движи около кръга, радиус r. което се определя от състояниетоQVB. = mV. 2 / r., от
(115.1)
Периодът на въртене на частицата i.e. Време T., за което прави една пълна революция,
Заместващ израз тук (115.1), ние получаваме
(115.2)
периодът на въртене на частицата в хомогенно магнитно поле се определя само от стойността, обратна на специфичното зареждане ( Q./ м.) частици и индукция на магнитното поле, но не зависи от скоростта му (когав.≪ ° С.). Това се основава на действието на циклични ускорители на заредени частици (вж. § 116).
Ако скоросттав. Заредената частица е насочена под ъгъл Към вектора в (Фиг. 170), движението му може да бъде представено като суперпозиция: 1) равномерно праволинейно движение по полето при скорост в. 1 = vCOS. Шпакловка 2) равномерно движение при скороств. = vSIN. около обиколката в равнината, перпендикулярна на полето. Радиусът на кръга се определя с формулата (115.1) (в този случай е необходимо да се замени в. нав. = vSIN. ). В резултат на добавянето на двете движения възниква движение на спиралата, чиято оста е успоредно на магнитното поле (Фиг. 170).
Фиг. 170.
Терена за винт
Замествайки в последния израз (115.2), ние получаваме
Посоката, в която спиралата се върти, зависи от знака за зареждане на частици.
Ако скоростта на заредената частица е ъгъл и с посоката на векторанехомогенен магнитно поле, индукцията на която се увеличава по посока на движение на частицата, след това g и и намалява с увеличаване . Това се основава на фокусиране на заредени частици в магнитно поле.