Fysik

Magnetkraft på en ledande tråd


Varje gång en laddning sätts under påverkan av ett magnetfält genomgår den en interaktion som kan förändra dess rörelse. Om det aktuella magnetfältet är enhetligt har vi sett att det kommer att finnas en kraft som verkar på laddningen med intensitet var är den vinkel som bildas i planet mellan hastighetsvektorerna och magnetfältet. Vektorns riktning och riktning kommer att ges av den platta högerhandregeln.

Om vi ​​föreställer oss en strömbärande ledartråd kommer det att fria elektroner rör sig genom dess tvärsnitt med en hastighet . Emellertid är den riktning som antas för hastighetsvektorn, i detta fall, den aktuella riktningen för strömmen ( har samma känsla av nuvarande). För att underlätta förståelsen kan man föreställa sig att fria elektroner är positiva laddningar.

Eftersom alla fria elektroner har laddning (som enligt antagandet antar sig som om det var positivt), när ledartråden utsätts för ett enhetligt magnetfält, kommer varje elektron att påverkas av en magnetisk kraft.

Men om vi överväger en liten bit tråd snarare än bara en elektron kan vi säga att interaktionen fortsätter att styras av där Q är den totala laddningen i trådssegmentet, men eftersom vi har en längd av varje elektron över ett givet tidsintervall, kan vi skriva hastigheten som:

Genom att ersätta detta värde i vi kommer att ha den magnetiska kraften i segmentet, uttryckt av notationen :

Men vi vet det indikerar strömstyrkan i tråden, sedan:

Att vara detta uttryck kallas Laplace Elemental Law.

Vektorns riktning och riktning är vinkelräta mot planet bestämt av vektorerna och , och kan bestämmas av regeln för den platta högra handen, pekande tummen i riktningen för strömmen och de andra fingrarna i vektorns riktning. .

Ta reda på mer ...

Om vi ​​vill bestämma den magnetiska kraften som verkar på lång tråd (inte försumbara dimensioner) måste vi göra längderna mindre och mindre och summera vektorerna i vardera , så att hela tråden beskrivs, är ett avancerat sätt att utföra denna beräkning att använda linje integral.

För det specifika fallet där ledaren är rätlinjig kommer alla vektorer att vara lika, så vi kan skriva om elementärlagen i Laplace som .