Physik

Magnetkraft auf einen leitenden Draht


Wenn eine Ladung unter dem Einfluss eines Magnetfelds steht, unterliegt sie einer Wechselwirkung, die ihre Bewegung verändern kann. Wenn das fragliche Magnetfeld gleichmäßig ist, haben wir gesehen, dass eine Kraft mit Intensität auf die Ladung einwirkt wo ist der Winkel, der in der Ebene zwischen den Geschwindigkeitsvektoren und dem Magnetfeld gebildet wird. Die Richtung und Richtung des Vektors wird durch die flache rechte Regel gegeben.

Wenn wir uns einen stromführenden Leiterdraht vorstellen, bewegen sich freie Elektronen mit einer Geschwindigkeit durch seinen Querschnitt . Die für den Geschwindigkeitsvektor gewählte Richtung ist in diesem Fall jedoch die tatsächliche Richtung des Stroms ( hat den gleichen Stromsinn). Zum besseren Verständnis kann man sich vorstellen, dass freie Elektronen positive Ladungen sind.

Da alle freien Elektronen eine Ladung haben (die sich nach der angenommenen Annahme positiv verhält), wird jedes Elektron mit einer Magnetkraft beaufschlagt, wenn der Leiter einem gleichmäßigen Magnetfeld ausgesetzt wird.

Betrachten wir jedoch ein kleines Stück Draht und nicht nur ein Elektron, so können wir sagen, dass die Wechselwirkung weiterhin von bestimmten Faktoren bestimmt wird Wobei Q die Gesamtladung im Drahtsegment ist, aber da wir über ein bestimmtes Zeitintervall eine von jedem Elektron zurückgelegte Länge haben, können wir die Geschwindigkeit wie folgt schreiben:

Durch Ersetzen dieses Wertes in wir werden die magnetische Kraft in dem Segment haben, ausgedrückt durch die Notation :

Aber das wissen wir zeigt die Stromstärke im Draht an, dann:

Als dieser Ausdruck bezeichnet man das Laplace-Elementargesetz.

Die Richtung und Richtung des Vektors sind senkrecht zu der durch die Vektoren bestimmten Ebene und und kann durch die Regel der flachen rechten Hand bestimmt werden, wobei der Daumen in Richtung des Stroms und die anderen Finger in Richtung des Vektors zeigen. .

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Wenn wir die auf langen Draht wirkende Magnetkraft bestimmen wollen (nicht vernachlässigbare Abmessungen), müssen wir die Längen bestimmen kleiner und kleiner und summieren die Vektoren in jedem Damit das gesamte Garn beschrieben wird, ist eine fortgeschrittene Möglichkeit, diese Berechnung durchzuführen, zu verwenden Linienintegral.

Für den speziellen Fall, dass der Leiter geradlinig ist, sind alle Vektoren gleich, so dass wir das Elementargesetz von Laplace als umschreiben können .


Video: Überlagerung von Magnetfeldern Gehe auf & werde #EinserSchüler (Oktober 2021).