Сила ампера. Сила Лоренца

Сила Ампера.
Действие магнитного поля на проводник с током Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, называется силой Ампера.
Сила действия однородного маг­нитного поля на проводник с током прямо пропорциональна силе тока, длине проводника, модулю вектора индукции магнитного поля, синусу угла между вектором индукции магнитного поля и проводником: F=B^.I^.ℓ^. sin a — закон Ампера.
Направление силы Ампера (правило левой руки) Если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная составляющая вектора В входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы, действующей на проводник с током.
Действие магнитного поля на движущийся заряд.
Сила, действующая на заряженную движущуюся частицу в магнитном поле, называется силой Лоренца:
Направление силы Лоренца (правило левой руки) Направление F определяется по правилу левой руки: вектор Fперпендикулярен векторам В и v..
Правило левой руки сформулировано для положительной частицы. Сила, действующая на отрицательный заряд будет направлена в противоположную сторону по сравнению с положительным.
Если вектор v частицы перпендикулярен вектору В, то частица описывает траекторию в виде окружности:   Роль центростремительной силы играет сила Лоренца:
При этом радиус окружности: , а период обращения   не зависит от радиуса окружности!
Если вектор скорости и частицы не перпендикулярен В, то частица описывает траекторию в виде винтовой линии (спирали).
Действие магнитного поля на рамку с током
На рамку действует пара сил, в результате чего она поворачивается. 1. Направление вектора силы – правилу левой руки. 2. F=BIlsina=ma 3. M=Fd=BIS sina- вращающий момент
Устройство электроизмерительных приборов
1. Магнитоэлектрическая система: 1 - рамка с током; 2 - постоянный магнит; 3 — спиральные пружины; 4 — клеммы; 5 — подшипники и ось; 6 — стрелка; 7 — шкала (равномерная) Принцип действия: взаимодействие рамки с током и поля магнита. Угол поворота рамки и стрелки ~ I..
2. Электромагнитная система: 1 - не­подвижная катушка; 2 - щель (магнит­ное поле); 3 - ось с подшипниками; 4 - сердечник; 5 - стрелка; 6 -шкала; 7 — спиральная пружина Принцип действия: взаимодействие магнитного поля катушки со стальным сердечником, где Fмаг ~ I.
Использование силы Лоренца
В циклических ускорителях: 1 - вакуум­ная камера; 2 и 3 – дуанты; 4 - источник заряженных частиц; 5 - мишень. В циклотроне магнитное поле управляет движением заряженной частицы. Период обращения частицы в цикло­троне: . Т не зависит от R и υ! Электрическое поле между дуантами разгоняет частицы, а магнитное поворачивает поток частиц. В момент попадания частиц в ускоряющий промежуток направление электрического поля меняется так, чтобы оно всегда увеличивало скорость частиц.
Схема действия масс-спектрографа Для выделения частиц с одинаковой скоростью используют взаимно перпендикулярные магнитные (B1) и электрические (E) поля. Тогда . Т.к. , то удельный заряд , следовательно   можно определить удельный заряд частицы, заряд. массу.
Движение заряженных частиц в магнитном поле Земли.Вблизи магнитных полюсов Земли космические заряженные частицы движутся по спирали (с ускорением) Одно из основных положений теории Максвелла говорит о том, что заряженная частица, движущаяся с ускорением, является источником электромагнитных волн - возникает т.н. синхротронное излучение. Столкновение заряженных частиц с атомами и молекулами из верхних слоев атмосферы приводит к возникновению полярных сияний.

Дата добавления: 2014-01-06