ولكن ما علاقة التيار به إذن؟

لأنن.سد ل – عدد الشحنات في الحجم سد ل, ثم مقابل تهمة واحدة

أو

,

(2.5.2)

قوة لورنتز – القوة التي يؤثر بها المجال المغناطيسي على شحنة موجبة تتحرك بسرعة(هنا هي سرعة الحركة المطلوبة لحاملات الشحنة الموجبة). معامل قوة لورنتز:

,

(2.5.3)

حيث α هي الزاوية بينهما و .

من (2.5.4) يتضح أن الشحنة التي تتحرك على طول الخط لا تتأثر بالقوة ().

لورينز هندريك أنطون(1853–1928) - عالم فيزياء نظرية هولندي، مبتكر النظرية الإلكترونية الكلاسيكية، عضو في الأكاديمية الهولندية للعلوم. اشتق صيغة تربط ثابت العزل الكهربائي بكثافة العازل الكهربائي، وأعطى تعبيرًا عن القوة المؤثرة على شحنة متحركة في المجال الكهرومغناطيسي (قوة لورنتز)، وأوضح اعتماد التوصيل الكهربائي للمادة على التوصيل الحراري، و طور نظرية تشتت الضوء. طور الديناميكا الكهربائية للأجسام المتحركة. في عام 1904، اشتق صيغًا تربط بين الإحداثيات والوقت لنفس الحدث في نظامين مرجعيين مختلفين بالقصور الذاتي (تحويلات لورنتز).

يتم توجيه قوة لورنتز بشكل عمودي على المستوى الذي تقع فيه المتجهات و . إلى شحنة موجبة متحركة تنطبق قاعدة اليد اليسرى أو« حكم المثقاب"(الشكل 2.6).

وبالتالي فإن اتجاه القوة للشحنة السالبة يكون معاكسًا لـ تنطبق قاعدة اليد اليمنى على الإلكترونات.

وبما أن قوة لورنتز موجهة بشكل عمودي على الشحنة المتحركة، أي. عمودي ,الشغل الذي تبذله هذه القوة يساوي دائمًا صفرًا . وبالتالي، عند تأثيرها على جسيم مشحون، لا تستطيع قوة لورنتز تغيير الطاقة الحركية للجسيم.

غالباً قوة لورنتز هي مجموع القوى الكهربائية والمغناطيسية:

,

(2.5.4)

هنا تعمل القوة الكهربائية على تسريع الجسيم وتغيير طاقته.

نلاحظ كل يوم تأثير القوة المغناطيسية على شحنة متحركة على شاشة التلفزيون (الشكل 2.7).

يتم تحفيز حركة شعاع الإلكترون على طول مستوى الشاشة بواسطة المجال المغناطيسي لملف الانحراف. إذا قمت بوضع مغناطيس دائم بالقرب من مستوى الشاشة، يمكنك بسهولة ملاحظة تأثيره على شعاع الإلكترون من خلال التشوهات التي تظهر في الصورة.

تم وصف عمل قوة لورنتز في مسرعات الجسيمات المشحونة بالتفصيل في القسم 4.3.

وزارة التعليم والعلوم

الاتحاد الروسي

المؤسسة التعليمية لميزانية الدولة الفيدرالية للتعليم المهني العالي

"جامعة ولاية كورغان"

خلاصة

في موضوع "الفيزياء" موضوع: "تطبيق قوة لورنتز"

أكمله: طالب المجموعة T-10915 لوجونوفا إم.

مدرس فورونتسوف ب.س.

كورغان 2016

مقدمة 3

1. استخدام قوة لورنتز 4

1.1. أجهزة الشعاع الإلكتروني 4

1.2 قياس الطيف الكتلي 5

مولد 1.3 ميجا اتش دي 7

1.4 السيكلوترون 8

الاستنتاج 10

المراجع 11

مقدمة

قوة لورنتز- القوة التي يعمل بها المجال الكهرومغناطيسي، وفقًا للديناميكا الكهربائية الكلاسيكية (غير الكمومية)، على جسيم مشحون. في بعض الأحيان تسمى قوة لورنتز القوة المؤثرة على جسم متحرك بسرعة υ تكلفة سفقط من جانب المجال المغناطيسي، وغالبًا ما يكون بكامل قوته - من جانب المجال الكهرومغناطيسي بشكل عام، وبعبارة أخرى، من جانب التيار الكهربائي هوالمغناطيسية بمجالات.

في النظام الدولي للوحدات (SI) يتم التعبير عنها على النحو التالي:

Fل = س υ بالخطيئة α

سميت على اسم الفيزيائي الهولندي هندريك لورنتز، الذي اشتق تعبيرًا لهذه القوة في عام 1892. قبل ثلاث سنوات من لورينز، تم العثور على التعبير الصحيح من قبل O. Heaviside.

المظهر العياني لقوة لورنتز هو قوة أمبير.

1. باستخدام قوة لورنتز

إن التأثير الذي يمارسه المجال المغناطيسي على تحريك الجسيمات المشحونة يستخدم على نطاق واسع في التكنولوجيا.

التطبيق الرئيسي لقوة لورنتز (بتعبير أدق، حالتها الخاصة - قوة أمبير) هو الآلات الكهربائية (المحركات والمولدات الكهربائية). تستخدم قوة لورنتز على نطاق واسع في الأجهزة الإلكترونية للتأثير على الجسيمات المشحونة (الإلكترونات وأحيانا الأيونات)، على سبيل المثال، في التلفزيون أنابيب أشعة الكاثود، الخامس قياس الطيف الكتليو مولدات MHD.

أيضًا، في المنشآت التجريبية التي تم إنشاؤها حاليًا لتنفيذ تفاعل نووي حراري يتم التحكم فيه، يتم استخدام عمل المجال المغناطيسي على البلازما لتحريفه إلى سلك لا يمس جدران غرفة العمل. تُستخدم الحركة الدائرية للجسيمات المشحونة في مجال مغناطيسي منتظم واستقلال فترة هذه الحركة عن سرعة الجسيمات في المسرعات الدورية للجسيمات المشحونة - السيكلوترونات.

1. 1. أجهزة الشعاع الإلكتروني

أجهزة شعاع الإلكترون (EBDs) هي فئة من الأجهزة الإلكترونية الفراغية التي تستخدم تدفقًا من الإلكترونات، مركزة على شكل شعاع واحد أو حزمة من الحزم، والتي يتم التحكم فيها من حيث الشدة (التيار) والموضع في الفضاء، وتتفاعل مع هدف مكاني ثابت (شاشة) للجهاز. المجال الرئيسي لتطبيق ELP هو تحويل المعلومات البصرية إلى إشارات كهربائية والتحويل العكسي للإشارة الكهربائية إلى إشارة بصرية - على سبيل المثال، إلى صورة تلفزيونية مرئية.

لا تشمل فئة أجهزة الأشعة الكاثودية أنابيب الأشعة السينية، والخلايا الكهروضوئية، والمضاعفات الضوئية، وأجهزة تفريغ الغاز (ديكاترونات) وأنابيب استقبال وتضخيم الإلكترون (رباعيات الشعاع، ومؤشرات الفراغ الكهربائية، والمصابيح ذات الانبعاث الثانوي، وما إلى ذلك) ذات شكل شعاع من التيارات.

يتكون جهاز شعاع الإلكترون من ثلاثة أجزاء رئيسية على الأقل:

يشكل ضوء كشاف إلكتروني (بندقية) شعاعًا إلكترونيًا (أو شعاعًا من الأشعة، على سبيل المثال، ثلاثة أشعة في أنبوب صورة ملونة) ويتحكم في شدته (التيار)؛

يتحكم نظام الانحراف في الموضع المكاني للحزمة (انحرافها عن محور الضوء)؛

يقوم الهدف (الشاشة) لجهاز ELP المستقبل بتحويل طاقة الشعاع إلى تدفق ضوئي لصورة مرئية؛ يقوم هدف الإرسال أو التخزين ELP بتجميع تضاريس محتملة مكانية، يتم قراءتها بواسطة شعاع إلكتروني مسح

أرز. 1 جهاز سي آر تي

المبادئ العامة للجهاز.

يتم إنشاء فراغ عميق في أسطوانة CRT. لإنشاء شعاع الإلكترون، يتم استخدام جهاز يسمى مسدس الإلكترون. الكاثود، الذي يسخن بواسطة الفتيل، ينبعث منه الإلكترونات. عن طريق تغيير الجهد على قطب التحكم (المغير)، يمكنك تغيير شدة شعاع الإلكترون، وبالتالي سطوع الصورة. بعد مغادرة البندقية، يتم تسريع الإلكترونات بواسطة الأنود. بعد ذلك، يمر الشعاع عبر نظام انحراف، والذي يمكنه تغيير اتجاه الشعاع. تستخدم شاشات CRT التلفزيونية نظام انحراف مغناطيسي لأنه يوفر زوايا انحراف كبيرة. تستخدم شاشات CRT الذبذبية نظام انحراف إلكتروستاتيكي لأنه يوفر أداءً أكبر. يضرب شعاع الإلكترون شاشة مغطاة بالفوسفور. بعد قصفه بالإلكترونات، يتوهج الفوسفور، وتؤدي بقعة سريعة الحركة ذات سطوع متغير إلى إنشاء صورة على الشاشة.

افتح راحة يدك اليسرى وقم بتصويب جميع أصابعك. قم بثني إبهامك بزاوية 90 درجة بالنسبة لجميع الأصابع الأخرى، في نفس مستوى راحة يدك.

تخيل أن أصابع كفك الأربعة، التي تضمها معًا، تشير إلى اتجاه سرعة الشحنة إذا كانت موجبة، أو الاتجاه المعاكس للسرعة إذا كانت الشحنة سالبة.

متجه الحث المغناطيسي، الذي يتم توجيهه دائمًا بشكل عمودي على السرعة، سيدخل إلى راحة اليد. انظر الآن إلى المكان الذي يشير إليه إبهامك - هذا هو اتجاه قوة لورنتز.

يمكن أن تكون قوة لورنتز صفرًا ولا تحتوي على مكون متجه. يحدث هذا عندما يكون مسار الجسيم المشحون موازيًا لخطوط المجال المغناطيسي. في هذه الحالة، يكون للجسيم مسار مستقيم وسرعة ثابتة. ولا تؤثر قوة لورنتز على حركة الجسيم بأي شكل من الأشكال، لأنها في هذه الحالة تكون غائبة تماما.

في أبسط الحالات، يكون للجسيم المشحون مسار حركة عمودي على خطوط المجال المغناطيسي. ثم تخلق قوة لورنتز تسارعًا مركزيًا، مما يجبر الجسيم المشحون على التحرك في دائرة.

ملحوظة

تم اكتشاف قوة لورنتز في عام 1892 من قبل هندريك لورنتز، وهو فيزيائي من هولندا. اليوم يتم استخدامه في كثير من الأحيان في الأجهزة الكهربائية المختلفة، والتي يعتمد عملها على مسار الإلكترونات المتحركة. على سبيل المثال، هذه هي أنابيب أشعة الكاثود في أجهزة التلفزيون والشاشات. جميع أنواع المسرعات التي تعمل على تسريع الجسيمات المشحونة إلى سرعات هائلة، باستخدام قوة لورنتز، تحدد مدارات حركتها.

نصائح مفيدة

هناك حالة خاصة لقوة لورنتز هي قوة أمبير. ويتم حساب اتجاهه باستخدام قاعدة اليد اليسرى.

مصادر:

• قوة لورنتز
• قاعدة قوة لورنتز لليد اليسرى

إن تأثير المجال المغناطيسي على موصل يحمل تيارًا يعني أن المجال المغناطيسي يؤثر على الشحنات الكهربائية المتحركة. القوة المؤثرة على جسيم متحرك مشحون من مجال مغناطيسي تسمى قوة لورنتز تكريما للفيزيائي الهولندي هـ. لورنتز

تعليمات

القوة - تعني أنه يمكنك تحديد قيمتها العددية (المعامل) واتجاهها (المتجه).

معامل قوة لورنتز (Fl) يساوي نسبة معامل القوة F المؤثرة على مقطع من موصل به تيار طوله ∆l إلى العدد N من الجسيمات المشحونة التي تتحرك بطريقة منظمة في هذا المقطع من الموصل: Fl = F/N ( 1). بسبب التحولات الفيزيائية البسيطة، يمكن تمثيل القوة F بالشكل: F= q*n*v*S*l*B*sina (الصيغة 2)، حيث q هي شحنة القوة المتحركة، وn على قسم الموصل، v هي سرعة الجسيم، S هي مساحة المقطع العرضي لقسم الموصل، l هو طول قسم الموصل، B هو الحث المغناطيسي، سينا ​​هو جيب الزاوية بين السرعة وناقلات الحث. وحوّل عدد الجسيمات المتحركة إلى الصيغة: N=n*S*l (الصيغة 3). استبدل الصيغتين 2 و 3 في الصيغة 1، وقلل قيم n، S، l، وتبين أن قوة لورنتز: Fл = q*v*B*sin a. وهذا يعني أنه لحل المسائل البسيطة لإيجاد قوة لورنتز، حدد الكميات الفيزيائية التالية في حالة المهمة: شحنة الجسيم المتحرك، وسرعته، وتحريض المجال المغناطيسي الذي يتحرك فيه الجسيم، والزاوية بين السرعة والتحريض.

قبل حل المشكلة تأكد من قياس جميع الكميات بوحدات تتوافق مع بعضها البعض أو مع النظام الدولي. للحصول على الإجابة بالنيوتن (N - وحدة القوة)، يجب قياس الشحنة بالكولوم (K)، والسرعة - بالمتر في الثانية (m/s)، والحث - بالتسلا (T)، وجيب ألفا - وهي ليست قابلة للقياس. رقم.
مثال 1. في مجال مغناطيسي، قوة حثه 49 mT، يتحرك جسيم مشحون قوته 1 nC بسرعة 1 m/s. إن متجهات السرعة والحث المغناطيسي متعامدة بشكل متبادل.
حل. B = 49 mT = 0.049 T، q = 1 nC = 10 ^ (-9) C، v = 1 m/s، sin a = 1، Fl = ؟

Fl = q*v*B*sin a = 0.049 T * 10 ^ (-9) C * 1 م/ث * 1 =49* 10 ^(12).

يتم تحديد اتجاه قوة لورنتز بواسطة قاعدة اليد اليسرى. لتطبيق ذلك، تخيل العلاقة التالية بين ثلاثة متجهات متعامدة مع بعضها البعض. ضع يدك اليسرى بحيث يدخل ناقل الحث المغناطيسي إلى راحة اليد، ويتم توجيه أربعة أصابع نحو حركة الجسيم الموجب (ضد حركة الجسيم السالب)، ثم يشير الإبهام المنحني بمقدار 90 درجة إلى اتجاه قوة لورنتز (انظر شكل).
يتم تطبيق قوة لورنتز في أنابيب التلفزيون الخاصة بالشاشات وأجهزة التلفزيون.

مصادر:

• جي يا مياكيشيف، ب. بوخوفتسيف. كتاب الفيزياء. الصف 11. موسكو. "تعليم". 2003
• حل المسائل المتعلقة بقوة لورنتز

الاتجاه الحقيقي للتيار هو الاتجاه الذي تتحرك فيه الجسيمات المشحونة. وهذا بدوره يعتمد على علامة شحنتهم. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم الفنيون الاتجاه الشرطي لحركة الشحنة، والذي لا يعتمد على خصائص الموصل.

تعليمات

لتحديد الاتجاه الحقيقي لحركة الجسيمات المشحونة، اتبع القاعدة التالية. داخل المصدر، تطير خارج القطب المشحون بالإشارة المعاكسة، وتتحرك نحو القطب، والذي لهذا السبب يكتسب شحنة مشابهة في الإشارة للجزيئات. في الدائرة الخارجية، يتم سحبها بواسطة المجال الكهربائي من القطب، الذي تتزامن شحنته مع شحنة الجزيئات، وتنجذب إلى الشحنة المعاكسة.

في المعدن، تكون ناقلات التيار عبارة عن إلكترونات حرة تتحرك بين العقد البلورية. وبما أن هذه الجسيمات مشحونة بشحنة سالبة، فاعتبرها تتحرك من القطب الموجب إلى القطب السالب داخل المصدر، ومن السالب إلى الموجب في الدائرة الخارجية.

في الموصلات غير المعدنية، تحمل الإلكترونات أيضًا شحنة، لكن آلية حركتها مختلفة. الإلكترون الذي يغادر الذرة ويحولها إلى أيون موجب يؤدي إلى التقاط إلكترون من الذرة السابقة. نفس الإلكترون الذي يترك الذرة يؤين الإلكترون التالي بشكل سلبي. تتكرر العملية بشكل مستمر طالما يوجد تيار في الدائرة. يعتبر اتجاه حركة الجزيئات المشحونة في هذه الحالة هو نفسه كما في الحالة السابقة.

هناك نوعان من أشباه الموصلات: ذات موصلية الإلكترون والفتحة. في الأول، تكون الناقلات هي الإلكترونات، وبالتالي يمكن اعتبار اتجاه حركة الجزيئات فيها هو نفسه كما هو الحال في المعادن والموصلات غير المعدنية. في الثانية، يتم تنفيذ الشحنة بواسطة جزيئات افتراضية - ثقوب. لتبسيط الأمر، يمكننا القول أن هذه نوع من المساحات الفارغة التي لا توجد فيها إلكترونات. بسبب التحول المتناوب للإلكترونات، تتحرك الثقوب في الاتجاه المعاكس. إذا قمت بدمج اثنين من أشباه الموصلات، أحدهما ذو موصلية إلكترونية والآخر ذو موصلية ثقبية، فإن مثل هذا الجهاز، الذي يسمى الصمام الثنائي، سيكون له خصائص تصحيحية.

في الفراغ، يتم نقل الشحنة عن طريق الإلكترونات التي تنتقل من القطب الساخن (الكاثود) إلى القطب البارد (الأنود). لاحظ أنه عندما يصحح الصمام الثنائي، يكون الكاثود سالبًا بالنسبة للأنود، ولكن بالنسبة للسلك المشترك الذي يتصل به طرف الملف الثانوي للمحول المقابل للأنود، يكون الكاثود مشحونًا بشكل إيجابي. لا يوجد تناقض هنا، مع الأخذ في الاعتبار وجود انخفاض في الجهد على أي صمام ثنائي (سواء الفراغ أو أشباه الموصلات).

في الغازات، يتم حمل الشحنة بواسطة الأيونات الموجبة. يعتبر اتجاه حركة الشحنات فيها معاكسا لاتجاه حركتها في المعادن، والموصلات الصلبة غير المعدنية، والفراغ، وكذلك أشباه الموصلات ذات الموصلية الإلكترونية، ويشبه اتجاه حركتها في أشباه الموصلات ذات موصلية الثقب . الأيونات أثقل بكثير من الإلكترونات، ولهذا السبب تتميز أجهزة تفريغ الغاز بالقصور الذاتي العالي. لا تحتوي الأجهزة الأيونية ذات الأقطاب الكهربائية المتناظرة على موصلية أحادية الاتجاه، ولكن الأجهزة ذات الأقطاب الكهربائية غير المتماثلة تمتلكها في نطاق معين من اختلافات الجهد.

في السوائل، يتم حمل الشحنة دائمًا بواسطة الأيونات الثقيلة. اعتمادا على تكوين المنحل بالكهرباء، فإنها يمكن أن تكون إما سلبية أو إيجابية. في الحالة الأولى، اعتبرها تتصرف بشكل مشابه للإلكترونات، وفي الحالة الثانية، تتصرف بشكل مشابه للأيونات الموجبة في الغازات أو الثقوب في أشباه الموصلات.

عند تحديد اتجاه التيار في دائرة كهربائية، بغض النظر عن المكان الذي تتحرك فيه الجسيمات المشحونة فعليًا، اعتبرها تتحرك في المصدر من السالب إلى الموجب، وفي الدائرة الخارجية من الموجب إلى السالب. ويعتبر الاتجاه المشار إليه مشروطا، وقد تم قبوله قبل اكتشاف بنية الذرة.

مصادر:

• اتجاه التيار

قوة لورينزيحدد شدة تأثير المجال الكهربائي على شحنة نقطية. في بعض الحالات، يعني القوة التي يؤثر بها المجال المغناطيسي على شحنة q، التي تتحرك بسرعة V، وفي حالات أخرى يعني التأثير الكلي للمجالين الكهربائي والمغناطيسي.

تعليمات

1. من أجل تحديد اتجاهقوة لورينز، تم وضع قاعدة ذاكري لليد اليسرى. من السهل أن نتذكر ذلك اتجاهيتم تحديدها بمساعدة الأصابع. افتح راحة يدك اليسرى وقم بتصويب جميع أصابعك. قم بثني الإصبع الكبير بزاوية 90 درجة بالنسبة لبعض الأصابع، في نفس مستوى راحة اليد.

2. تخيل أن أصابع راحة يدك الأربعة التي تجمعها معًا تشير اتجاهسرعة حركة الشحنة إذا كانت صحيحة، أو عكس السرعة اتجاه، إذا كانت الشحنة سالبة.

3. متجه الحث المغناطيسي، الذي يتم توجيهه دائمًا بشكل عمودي على السرعة، سيدخل إلى راحة اليد. انظر الآن إلى المكان الذي يشير إليه إصبعك الكبير - هذا هو اتجاهقوة لورينز .

4. قوة لورينزقد تكون مساوية للصفر ولا تحتوي على مكون متجه. يحدث هذا عندما يكون مسار الجسيم المشحون موازيًا لخطوط المجال المغناطيسي. في هذه الحالة، يكون للجسيم مسار واضح وسرعة مستمرة. قوة لورينزلا يؤثر على حركة الجسيم بأي شكل من الأشكال، لأنه في هذه الحالة يكون غائبا تماما.

5. في أبسط الحالات، يكون للجسيم المشحون مسار حركة عمودي على خطوط المجال المغناطيسي. ثم القوة لورينزيخلق تسارعًا مركزيًا، مما يجبر الجسيم المشحون على التحرك في دائرة.

من المعقول والواضح تمامًا أن سرعة حركة الجسم تكون غير متساوية في أجزاء مختلفة من المسار، وفي مكان ما تكون أسرع، وفي مكان ما تكون أكثر راحة. ومن أجل قياس تحول سرعة الجسم على فترات زمنية، تم تمثيل " التسريع". تحت التسريعيُنظر إلى m على أنه تحول في سرعة حركة جسم ما خلال فترة زمنية معينة حدث خلالها تحول السرعة.

سوف تحتاج

• معرفة سرعة حركة جسم ما في مناطق مختلفة وعلى فترات زمنية مختلفة.

تعليمات

1. تعريف التسارع أثناء الحركة المتسارعة بشكل منتظم، هذا النوع من الحركة يعني أن الجسم يتسارع بنفس القيمة خلال فترات زمنية متساوية. لتكن سرعة حركته في إحدى لحظات الحركة t1 v1، وفي اللحظة t2 تكون السرعة v2. ثم التسريعيمكن حساب الكائن باستخدام الصيغة: a = (v2-v1)/(t2-t1)

2. تحديد تسارع جسم ما إذا لم تكن له حركة متسارعة بشكل منتظم، في هذه الحالة يتم تقديم التمثيل "المتوسط" التسريع". يميز هذا التمثيل تحول سرعة الجسم طوال فترة حركته على طول مسار معين. ويتم التعبير عن ذلك بالصيغة: a = (v2-v1)/t

الحث المغناطيسي هو كمية متجهة، وبالتالي، بالإضافة إلى الكمية غير المشروطة، فهو يتميز اتجاه. ومن أجل الكشف عنه لا بد من الكشف عن أقطاب المغناطيس المستمر أو اتجاه التيار الذي يولد المجال المغناطيسي.

سوف تحتاج

• - المغناطيس المرجعي؛
• - المصدر الحالي؛
• - المثقاب الأيمن؛
• - موصل مباشر؛
• - لفائف، بدوره الأسلاك، الملف اللولبي.

تعليمات

1. مغناطيسيتحريض المغناطيس المستمر. للقيام بذلك، حدد موقع القطبين الشمالي والجنوبي. عادةً ما يكون القطب الشمالي للمغناطيس باللون الأزرق، والقطب الجنوبي باللون القرمزي. إذا كانت أقطاب المغناطيس غير معروفة، فخذ مغناطيسًا مرجعيًا واحضر قطبه الشمالي إلى القطب غير المألوف. هذه النهاية، التي تنجذب إلى القطب الشمالي للمغناطيس المرجعي، ستكون القطب الجنوبي للمغناطيس الذي يتم قياس تحريض مجاله. خطوط مغناطيسيتترك الحثات القطب الشمالي وتدخل القطب الجنوبي. المتجه عند أي نقطة على الخط يسير بشكل عرضي في اتجاه الخط.

2. تحديد اتجاه المتجه مغناطيسيتحريض موصل مستقيم يحمل تيارا . يتدفق التيار من القطب الموجب للمصدر إلى القطب السالب. خذ المثقاب، الذي يتم تثبيته عند تدويره في اتجاه عقارب الساعة، ويسمى الثقب الأيمن. ابدأ بربطه في الاتجاه الذي يتدفق فيه التيار في الموصل. سيؤدي تدوير المقبض إلى إظهار اتجاه الخطوط الدائرية المغلقة مغناطيسيتعريفي. المتجه مغناطيسيالحث في هذه الحالة سيكون مماسا للدائرة.

3. أوجد اتجاه المجال المغناطيسي للملف أو الملف أو الملف اللولبي الحالي. للقيام بذلك، قم بتوصيل الموصل بالمصدر الحالي. خذ المثقاب الأيمن وقم بتدوير مقبضه في اتجاه تدفق التيار خلال المنعطفات من القطب الصحيح للمصدر الحالي إلى القطب السالب. سوف تظهر الحركة الأمامية لقضيب المثقاب اتجاه خطوط المجال المغناطيسي. على سبيل المثال، إذا كان مقبض المثقاب يدور في اتجاه التيار عكس اتجاه عقارب الساعة (إلى اليسار)، فإنه، عند فكه، يتحرك تدريجيًا نحو المراقب. وبالتالي، يتم توجيه خطوط المجال المغناطيسي أيضًا نحو الراصد. داخل المنعطف أو الملف أو الملف اللولبي، تكون خطوط المجال المغناطيسي مستقيمة، في الاتجاه والقيمة المطلقة تتزامن مع المتجه مغناطيسيتعريفي.

نصائح مفيدة
كمثقاب صحيح، يمكنك استخدام المفتاح العادي لفتح الزجاجات.

يظهر الحث في الموصل عند عبور خطوط المجال إذا تم تحريكه في مجال مغناطيسي. يتميز الاستقراء بالاتجاه الذي يمكن تحديده وفقًا لقواعد ثابتة.

سوف تحتاج

• - موصل مع التيار في مجال مغناطيسي؛
• - مثقبة أو برغي؛
• - الملف اللولبي مع التيار في المجال المغناطيسي؛

تعليمات

1. من أجل معرفة اتجاه الاستقراء، يجب عليك استخدام إحدى القاعدتين: قاعدة المثقاب أو قاعدة اليد اليمنى. الأول يستخدم بشكل أساسي للأسلاك المستقيمة التي يتدفق فيها التيار. يتم استخدام قاعدة اليد اليمنى لملف أو ملف لولبي يتم تغذيته بالتيار.

2. تقول قاعدة المثقاب: إذا كان اتجاه المثقاب أو المسمار الذي يتحرك للأمام هو نفس التيار في السلك، فإن تدوير مقبض المثقاب يظهر اتجاه الحث.

3. لمعرفة اتجاه الحث باستخدام قاعدة الثقب، حدد قطبية السلك. يتدفق التيار دائمًا من القطب الأيمن إلى القطب السالب. ضع مثقابًا أو برغيًا على طول السلك الذي يمر به التيار: يجب أن يتجه طرف المثقاب نحو القطب السالب، والمقبض نحو القطب الموجب. ابدأ بتدوير الثقب أو المسمار كما لو كنت تقوم بلفه، أي في اتجاه عقارب الساعة. التحريض الناتج له شكل دوائر مغلقة حول السلك المغذي بالتيار. سوف يتزامن اتجاه الحث مع اتجاه دوران مقبض الثقب أو رأس المسمار.

4. تقول قاعدة اليد اليمنى: إذا أخذت ملفًا أو ملفًا لولبيًا في راحة يدك اليمنى، بحيث تقع أربعة أصابع في اتجاه تدفق التيار في المنعطفات، فإن الإصبع الكبير الموضوع على الجانب سيشير إلى اتجاه الحث .

5. من أجل تحديد اتجاه الحث، باستخدام قاعدة اليد اليمنى، عليك أن تأخذ ملفًا لولبيًا أو ملفًا به تيار بحيث تقع راحة اليد على العمود الصحيح، وتكون أصابع اليد الأربعة في اتجاه التيار المنعطفات: الخنصر أقرب إلى الزائد، والسبابة أقرب إلى السالب. ضع إصبعك الكبير على الجانب (كما لو كنت تظهر إيماءة "الطبقة"). سيشير اتجاه الإبهام إلى اتجاه الحث.

فيديو حول الموضوع

ملحوظة!
إذا تم تغيير اتجاه التيار في الموصل، فيجب فك المثقاب، أي تدويره عكس اتجاه عقارب الساعة. سوف يتزامن اتجاه الحث أيضًا مع اتجاه دوران مقبض الثقب.

نصائح مفيدة
يمكنك تحديد اتجاه الحث من خلال التخيل الذهني لدوران المثقاب أو المسمار. ليس من الضروري أن يكون في متناول اليد.

تُفهم خطوط الحث على أنها خطوط المجال المغناطيسي. ومن أجل الحصول على معلومات حول هذا النوع من المادة، لا يكفي معرفة القيمة المطلقة للاستقراء، بل من الضروري معرفة اتجاهه. يمكن اكتشاف اتجاه خطوط الحث باستخدام أجهزة خاصة أو باستخدام القواعد.

سوف تحتاج

• - موصل مستقيم ودائري؛
• - مصدر تيار مستمر؛
• – مغناطيس مستمر .

تعليمات

1. قم بتوصيل موصل مستقيم بمصدر تيار مستمر. إذا تدفق تيار من خلاله، فإنه محاط بمجال مغناطيسي، خطوط قوته عبارة عن دوائر متحدة المركز. حدد اتجاه خطوط المجال باستخدام قاعدة المثقاب الصحيحة. المثقاب الأيمن عبارة عن برغي يتحرك للأمام عند تدويره إلى اليمين (في اتجاه عقارب الساعة).

2. تحديد اتجاه التيار في الموصل من خلال اعتبار أنه يتدفق من القطب الأيمن للمصدر إلى القطب السالب. ضع قضيب المسمار بالتوازي مع الموصل. ابدأ بتدويره بحيث يبدأ القضيب بالتحرك في اتجاه التيار. في هذه الحالة، سيشير اتجاه دوران المقبض إلى اتجاه خطوط المجال المغناطيسي.

3. أوجد اتجاه خطوط الحث للملف مع التيار. للقيام بذلك، استخدم نفس قاعدة المثقاب الصحيحة. ضع المثقاب بحيث يدور المقبض في اتجاه تدفق التيار. في هذه الحالة، فإن حركة قضيب المثقاب سوف تظهر اتجاه خطوط الحث. لنفترض أنه إذا كان التيار يتدفق في اتجاه عقارب الساعة في الملف، فإن خطوط الحث المغناطيسي ستكون متعامدة مع مستوى الملف وستدخل في مستواه.

4. إذا تحرك موصل في مجال مغناطيسي خارجي منتظم، حدد اتجاهه باستخدام قاعدة اليد اليسرى. للقيام بذلك، ضع يدك اليسرى بحيث تظهر الأصابع الأربعة اتجاه التيار، والإصبع الضخم الممدود يظهر اتجاه حركة الموصل. ثم ستدخل الخطوط الحثية للمجال المغناطيسي الموحد إلى راحة اليد اليسرى.

5. كشف اتجاه خطوط الحث المغناطيسي للمغناطيس المستمر. للقيام بذلك، حدد مكان وجود القطبين الشمالي والجنوبي. تتجه خطوط الحث المغناطيسي من الشمال إلى القطب الجنوبي خارج المغناطيس ومن القطب الجنوبي إلى الشمال داخل المغناطيس المستمر.

فيديو حول الموضوع

من أجل تحديد معامل الشحنات النقطية ذات الحجم المماثل، قم بقياس قوة تفاعلها والمسافة بينها وإجراء عملية حسابية. إذا كنت بحاجة إلى اكتشاف معامل الشحن للأجسام النقطية الفردية، فقم بإدخالها في مجال كهربائي بكثافة معروفة وقياس القوة التي يؤثر بها الحقل على هذه الشحنات.

سوف تحتاج

• - موازين الالتواء؛
• - مسطرة؛
• - آلة حاسبة؛
• – مقياس المجال الكهروستاتيكي.

تعليمات

1. إذا كان هناك شحنتان متطابقتان في المعامل، قم بقياس قوة تفاعلهما باستخدام ميزان الالتواء كولومب، وهو أيضًا مقياس ديناميكي عاطفي. لاحقًا، عندما تتوازن الشحنات ويعوض سلك الميزان قوة التفاعل الكهربائي، سجل قيمة هذه القوة على الميزان. لاحقًا، باستخدام المسطرة أو الفرجار أو مقياس خاص على الميزان، أوجد المسافة بين هذه الشحنات. ضع في اعتبارك أن الشحنات المتباينة تتجاذب، والشحنات المتشابهة تتنافر. قياس القوة بالنيوتن والمسافة بالأمتار.

2. احسب قيمة معامل شحنة نقطة واحدة q. للقيام بذلك، قم بتقسيم القوة F التي تتفاعل معها الشحنتان على الأس 9 10^9. خذ الجذر التربيعي للنتيجة. اضرب النتيجة في المسافة بين الشحنات r, q=r?(F/9 10^9). سوف تتلقى الرسوم في كولومب.

3. وإذا كانت التهمتان غير متساويتين، فيجب أن يكون أحدهما معروفا مسبقا. تحديد قوة التفاعل بين الشحنات المعلومة والمجهولة والمسافة بينهما باستخدام موازين الالتواء كولوم. احسب معامل الشحنة المجهولة. للقيام بذلك، قم بتقسيم قوة تفاعل الشحنات F على حاصل ضرب الأس 9 10^9 على معامل الشحنة q0. خذ الجذر التربيعي للرقم الناتج واضرب الإجمالي بالمسافة بين الشحنات r؛ q1=r ?(F/(9 10^9 q2)).

4. حدد معامل شحنة نقطية غير مألوفة عن طريق إدخالها في مجال كهروستاتيكي. إذا لم تكن شدته عند نقطة معينة معروفة مسبقًا، فأدخل مستشعر مقياس المجال الكهروستاتيكي فيه. قياس الجهد بالفولت لكل متر. ضع شحنة عند نقطة توتر معروفة، وبالاستعانة بمقياس القوة العاطفية، قم بقياس القوة المؤثرة بالنيوتن عليها. تحديد معامل الشحنة عن طريق قسمة قيمة القوة F على شدة المجال الكهربائي E؛ س=و/ه.

فيديو حول الموضوع

ملحوظة!
تم اكتشاف قوة لورنتز في عام 1892 من قبل هندريك لورنتز، وهو فيزيائي من هولندا. اليوم يتم استخدامه في كثير من الأحيان في الأجهزة الكهربائية المختلفة، والتي يعتمد عملها على مسار الإلكترونات المتحركة. لنفترض أن هذه هي أنابيب أشعة الكاثود في أجهزة التلفاز والشاشات. جميع أنواع المسرعات التي تعمل على تسريع الجسيمات المشحونة إلى سرعات عالية تستخدم قوة لورنتز لضبط مدارات حركتها.

نصائح مفيدة
هناك حالة خاصة لقوة لورنتز هي قوة أمبير. ويتم حساب اتجاهه باستخدام قاعدة اليد اليسرى.

تعريف

قوة لورنتز- القوة المؤثرة على جسم نقطي مشحون يتحرك في مجال مغناطيسي.

وهو يساوي منتج الشحنة، ومعامل سرعة الجسيمات، ومعامل ناقل تحريض المجال المغناطيسي وجيب الزاوية بين ناقل المجال المغناطيسي وسرعة الجسيمات.

هنا قوة لورنتز، هي شحنة الجسيم، هي حجم ناقل تحريض المجال المغناطيسي، هي سرعة الجسيم، هي الزاوية بين ناقل تحريض المجال المغناطيسي واتجاه الحركة.

وحدة القوة – ن (نيوتن).

قوة لورنتز هي كمية متجهة. تأخذ قوة لورنتز أكبر قيمة لها عندما تكون متجهات الحث واتجاه سرعة الجسيم متعامدين ().

يتم تحديد اتجاه قوة لورنتز بواسطة القاعدة اليسرى:

إذا دخل متجه الحث المغناطيسي إلى كف اليد اليسرى وامتدت أربعة أصابع نحو اتجاه ناقل الحركة الحالية، فإن الإبهام المنحني إلى الجانب يوضح اتجاه قوة لورنتز.

في المجال المغناطيسي المنتظم، سيتحرك الجسيم في دائرة، وستكون قوة لورنتز قوة جاذبة مركزية. وفي هذه الحالة لن يتم إنجاز أي عمل.

أمثلة على حل المسائل المتعلقة بموضوع "قوة لورنتز"

مثال 1

مثال 2

يمارس	تحت تأثير قوة لورنتز، يتحرك جسيم كتلته m وشحنته q في دائرة. المجال المغناطيسي منتظم، وشدته تساوي B. أوجد عجلة الجذب المركزي للجسيم.
حل	دعونا نتذكر صيغة قوة لورنتز: بالإضافة إلى ذلك، وفقًا لقانون نيوتن الثاني: في هذه الحالة، يتم توجيه قوة لورنتز نحو مركز الدائرة ويتم توجيه التسارع الناتج عنها هناك، أي أن هذا هو تسارع الجاذبية. وسائل: