Силы Ампера и Лоренца, движение заряженных частиц в магнитном поле

Магнитное поле прямолинейного проводника конечной и бесконечной длины, бесконечно длинного соленоида и тороида, в центре кругового витка с током

Принцип суперпозиции для магнитных полей

Позволяет рассчитать характеристики результирующего МП

В рез®=В1®+В2®+…+Вn®

Прямолинейного длинного проводника:

r – расстояние он центра проводника до рассматриваемой точки, м

В центре кругового витка с током:

Направление В® определяется по правилу Буравчика

Соленоида: , где N – число витков на длине l, шт., l – длина участка соленоида, м. Вне соленоида МП=0.

Тороид:

Сила Ампера F a® - сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током.

dF a®=I[dl®B®] – векторное произведение, dF a = IdlBsinα

dl® - вектор элемента тока, м, (направлен по току), В – магнитная индукция, Тл

Направление Fa® определяется по правилам векторного произведения,

или по правилу левой руки:

если левую руку расположить так, чтобы силовые линии

МП входили в ладонь, а вытянутые пальцы руки совпадали

по направлению с током, то отогнутый на 90 ᴼ большой

палец покажет направление силы Ампера.

Сила Лоренца Fл ® - сила, с которой МП действует на движущиеся заряды. Fл®=q[v®B®], Fл=|q|vBsinα, v – скорость заряда, направление силы Лоренца определяется векторного произведения или: для +q – по правилу левой руки, для –q – по правилу правой руки.

Считаем, что магнитное поле однородно и на частицы не действуют ЭП. Рассмотрим 3 случая: 1. v®||B® - заряженная частица движется в магнитном поле вдоль линий магнитной индукции. Сила Лоренца равна 0. Магнитное поле на частицу не действует и она движется равномерно и прямолинейно 2. v®⟘B® - заряженная частица движется в магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Сила Лоренца F=qvB: постоянна по модулю и нормальна к траектории частицы. Частица будет двигаться по окружности R с центростремительным ускорением. 3. Заряженная частица движется под углом α к линиям магнитной индукции. а) равномерное прямолинейное движение вдоль поля со скоростью v1=v cosα. б) равномерно движется по окружности в плоскости, перпендикулярной полю. Суммарное движение будет движение по спирали, ось которой параллельна магнитному полю.

Дата добавления: 2015-04-24