sarcini electrice care se deplasează într-o anumită direcție creează un câmp magnetic în jurul său, care este viteza de propagare în vid este egală cu viteza luminii, și în alte medii mai puțin. Dacă încărcarea se deplasează într-un câmp magnetic extern, atunci apare o interacțiune între câmpul magnetic extern și câmpul magnetic de încărcare. Deoarece curentul electric - este îndreptată mișcarea particulelor încărcate, forța care va acționa un câmp magnetic pe conductor parcurs de curent, va fi rezultatul individului (elementar) forțează fiecare dintre care este aplicat unui purtătorilor de sarcină elementar.
Interacțiunile câmpului magnetic extern și taxele în mișcare investigate G. Lorenz, care au ca rezultat, în multe din experimentele lor au dat o formulă de calcul al forței care acționează asupra unei particule încărcate în mișcare de câmpul magnetic. Iată de ce forța care acționează asupra unei încărcări care se deplasează într-un câmp magnetic este numită forța Lorentz.
Forța care acționează asupra conductorului prin scurgere (din legea lui Ampere) va fi egală cu:
Prin definiție, puterea curentului este I = qn (q este sarcina, n este numărul de încărcări care trec prin secțiunea conductorului în 1 s). Rezultă că:
Unde: n0 este numărul de încărcări conținute într-un volum de unitate, V este viteza lor de mișcare și S este aria secțiunii transversale a conductorului. apoi:
Înlocuind această expresie în formula lui Ampere, obținem:
Această forță va acționa asupra tuturor încărcărilor din volumul conductorului: V = Sl. Numărul de taxe prezente într-un volum dat va fi:
Apoi, expresia forței Lorentz va avea forma:
Se poate concluziona că forța Lorentz care acționează asupra unui sarcină q, care se mișcă într-un câmp magnetic proporțional cu încărcătura inducției magnetice a câmpului extern, viteza și sinusul unghiului dintre V și B, adică:
Pentru direcția de mișcare a particulelor încărcate ia direcția de mișcare a sarcinilor pozitive. De aceea, direcția acestei forțe poate fi determinată cu ajutorul regulii mâinii stângi.
Forța care acționează pe sarcini negative va fi direcționată în direcția opusă.
Forța Lorentz este întotdeauna direcționată perpendicular pe viteza V a mișcării de sarcină și, prin urmare, nu execută lucrarea. Schimbă numai direcția V, iar energia cinetică și valoarea vitezei încărcării atunci când se mișcă într-un câmp magnetic rămân neschimbate.
Atunci când o particulă încărcată se deplasează simultan în câmpuri magnetice și electrice, forța acționează asupra acesteia:
Unde E este puterea câmpului electric.
Luați în considerare un exemplu mic:
Un electron care a trecut o diferență de potențial de accelerare de 3,52 ∙ 10 3 V cade într-un câmp magnetic omogen, perpendicular pe liniile de inducție. Raza traiectoriei este r = 2 cm, inducția câmpului este de 0,01 T. Determinați sarcina specifică a electronului.
Încărcarea specifică este o valoare egală cu raportul sarcină-masă, adică e / m.
Într-un câmp magnetic cu inducție B taxa se deplasează cu o viteză V perpendiculară pe liniile de inducție, forța Lorentz acționează Fl = GeV. Sub acțiunea sa, o particulă încărcată se va deplasa de-a lungul unui arc de cerc. Deoarece forța Lorentz va provoca o accelerație centripetală, conform celei de-a doua legi a lui Newton, putem scrie:
Energia cinetică, care este egal cu 2/2 mV, câștigurile de electroni datorită funcționării a rezistenței un câmp electric (A = eU), înlocuind în ecuația obținem:
După transformarea acestor relații și eliminarea vitezei de la ele, obținem o formulă pentru determinarea încărcării specifice a unui electron:
Înlocuind datele inițiale, exprimate în SI, obținem:
Trimiteți-le prietenilor: