Fysiikka

Magneettikentän vaikutukset varauksiin


Sähkölataus nopeudella eri suuntaan kuin sähkökenttä

Kun varaus hylätään paikallaan olevan magneettikentän läheisyydessä nopeudella, joka on eri suuntaan kuin kenttä, se on vuorovaikutuksessa sen kanssa. Sitten tämän voiman antaa tuote kahden vektorin välillä, ja ja johtaa kolmanteen vektoriin, joka on kohtisuora molemmille, tätä kutsutaan vektorituotteeksi ja se on vektorioperaatio, jota ei nähdä lukiossa.

Mutta voimme jakaa tämän tutkimuksen erikoiseksi tapaukseksi, jossa varaus liikkuu kohtisuoraan kenttää nähden, ja toiseen, jossa liikesuunta on mikä tahansa paitsi kentän suunta.

  • Kuormitus kohtisuorassa liikkeessä kenttään

Kokeellisesti voidaan havaita, että jos lähestymme sähkövarausten magneettia, jonka liike on kohtisuoraan magneettikentään nähden, tämä liike siirtyy kohtisuoraan kentän ja nopeuden suhteen, ts. Ylös tai alas. Tämä on magneettisen voimavektorin suunta.

Positiivisten varausten tapauksessa tämä poikkeama tapahtuu ylöspäin:

Ja negatiivisten maksujen alas.

Intensiteetti annetaan vektorituotteella joka erityistapauksessa missä ja ovat kohtisuorat lasketaan:

Magneettikentän voimakkuudeksi hyväksytty yksikkö on tesla (T), jota hän kutsuu , Jugoslavian fyysikon Nikola Teslan kunniaksi.

Tämän seurauksena voima lasketaan:

Mitattu newtonissa (N)

  • Kuorma liikkuu mielivaltaisella suunnalla kenttään

Kuten aikaisemmin mainittiin, tapaus, jossa varauksella on kohtisuora liike kenttään nähden, on vain varauksen ja magneettikentän vuorovaikutuksen erityispiirteet. Muissa tapauksissa vektorin suunta on kohtisuorassa magneettikenttivektoriin ja nopeusvektorilla .

Magneettikentän intensiteetin laskemiseksi otetaan huomioon vain kenttään kohtisuora nopeuden komponentti, toisin sanoen olento välillä muodostettu kulma ja joten korvaa v sen kohtisuorassa komponentissa meillä on:

Sovellettaessa tätä lakia muihin aiemmin näkemiemme tapauksiin näemme, että:

  • jos v = 0, niin F = 0
  • jos = 0 ° tai 180 °, sitten sen = 0, joten F = 0
  • jos = 90 °, sitten sen = 1, niin .

Oikeanpuoleinen sääntö

Menetelmä, jota käytetään vektorin suunnan määrittämiseen on ns. tasaisen oikean käden sääntö. Peukalo osoittaa avoimella kädellä nopeusvektoria kohti ja muut sormet kohti magneettikenttävektoria.

Positiivisten varausten tapauksessa vektori tulee olemaan käden läpi kulkevan linjan suunta, ja sen merkitys on kämmenestä tulevan vektorin suunta.

Negatiivisten varausten osalta vektori siinä on käden läpi kulkevan linjan suunta, ja sen merkitys on vektorilla, joka tulee käsin takana, eli vektorilla, joka tulee kämmenelle.