Вектор силы всегда лежит на нормали к плоскости, образованной вектором магнитной индукции И проводником с током.

Сила Ампера будет отсутствовать (при наличии поля и тока в проводнике) только когда sinβ будет равна 0, т. е. β = 00 или 1800, что возможно лишь при расположении проводника вдоль поля.

5. Действие магнитного поля на контур (рамку) с током.

Пусть в однородном магнитном поле с магнитной индукцией находится рамка, по которой протекает ток I. Если рамка расположена параллельная полю, то на стороне рамки, параллельные плоскости поля и перпендикулярны линиям индукции, будет действовать сила Ампера. При этом направления Амперових сил, приложенных к различным сторонам рамки, будут противоположны.

Эти силы создадут крутящий момент, который вернет рамку перпендикулярно полю.

Величина этого момента будет равна: ,

Где Fmax — Амперова сила; b — расстояние между сторонами рамки, на которые действует Амперова сила.

Сила Ампера равна: , где l — длина стороны рамки. Следовательно, крутящий момент может быть вычислен следующим образом:

, где S — площадь рамки;

Pm — магнитный момент кругового тока (рамки с током).

Для произвольно расположенной в однородном магнитном поле рамки с током крутящий момент вычисляется так:

; .

Рамка с током будет вращаться в магнитном поле лишь в случае, когда плоскость рамки не перпендикулярна полю, то есть угол между вектором магнитной индукции на нормали к плоскости рамки не равна 00 или 1800. Когда плоскость рамки станет перпендикулярно полю, крутящий момент будет отсутствовать. На явлении создания магнитным полем крутящего момента рамки с током основано действие двигателей постоянного и переменного токов. Чтобы реализовать непрерывный вращательное движение рамки с током применяется узел коллектора, который позволяет изменять направление протекания тока в рамке в момент прохождения рамкой равновесного положения, а прохождение положения равновесия достигается вследствие выбега рамки с током.

6. Сила Лоренца.

Магнитное поле, как и электрическое, действует на заряженные частицы, движущиеся в нем.

Пусть заряженная частица влетает в однородное магнитное поле с напряженностью , при этом направление движения не совпадает с направлением вектора напряженности.

Поскольку движение заряженной частицы — это ток, то на частицу будет действовать сила Ампера, как на элемент тока.

Согласно формуле Ампера имеем:

Сила тока: , где q — заряд частицы; t — время движения в магнитном поле.

Путь частицы в поле: , где — скорость равномерного движения частицы в поле. Итак имеем: ,

Где BN — индукция магнитного поля, нормальная к вектору скорости .

В векторной форме:

Эта сила носит название лоренцева силы.

НАПРАВЛЕНИЕ силы Лоренца определяют по правилу левой руки: Если левую руку расположить так, чтобы составляющая магнитной индукции , Перпендикулярно к скорости заряда, входила в ладонь, а четыре пальца были направлены ЗА ДВИЖЕНИЕМ положительных заряда (против Ж ОТРИЦАТЕЛЬНОГО), то отогнутый на 900 большой палец покажет направление силы Лоренца, действующая на заряд .

Поскольку сила Лоренца перпендикулярна вектору скорости частицы, несущей заряд, то эта сила меняет только направление движения, не изменяя при этом модуля скорости частицы.

Из этого вытекают два важных момента:

1) работа силы Лоренца над заряженной частицей равна нулю, т. е. постоянное магнитное поле над частью работы не выполняет и не изменяет кинетической энергии частицы;

2) траектория движения частицы, попавшей в устойчивое магнитное поле таким образом, что поле перпендикулярно вектору скорости, есть круг, на котором частичку удерживает сила Лоренца, которая играет роль центростремительной силы:

Поскольку:

Подставляем выражение для R в выражение для Т: .

Итак, период обращения Т не зависит от скорости частицы, а полностью обусловлена значением магнитной индукции и параметром (Заряд к массе частицы). На этом принципе построена работа ускорителей — циклотронов.

7. Физические явления, обусловленные силой Лоренца и приборы, использующие силу Лоренца.

Если в пространстве, где движется заряженная часть, создать магнитное поле, направленное под углом α к скорости Частицы, то дальнейшее движение частицы в поле будет винтовой линией, т. е. частица будет якобы навиватися на линии индукции поля:

Магнитное поле Земли напоминает поле намагниченного шара.

Заряженные частицы, например от Солнечного ветра, летят на Землю из космоса, попадают в магнитное поле Земли, навиваются на линии индукции поля и достигают атмосферных слоев Земли в значительной степени вблизи магнитных (и географических) полюсов, вызывая ионизацию атмосферных газов, т. е. тлеющий разряд, который на Земле называют Северным сиянием.

Среди приборов, которые используют силу Лоренца в работе, можно указать следующие:

1) циклотрон — ускоритель частиц, 2) масс-спектрометр (масс-спектрограф) — прибор для определения масс ионов и разделение частиц по массе и заряда; 3) электронные мониторы с электромагнитной разверткой изображения 4) МГД (магнитогидродинамический генератор) — устройство, в котором поток частиц (струя ионизированного газа) разделяется по знаку частиц, что позволяет сразу получать по тепловой энергии электрическую.

Реферати :

• допускаемые напряжения для стали 3
• технология приготовления дрожжевого теста и изделий из него
• общая технологическая схема производства натуралных сыров
• изменение состава пищевого сырья при охлаждении и заморозке
• дисперсия и абсорбция света
• 2snau.ru
• стандарты приемки молока
• ингибирующие вещества
• обвалка курицы если мясо красное