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磁場中電流的作用力 電線上相互承載電流的力

電子設計 ? 來源:eeweb ? 作者:Andrew Carter ? 2021-05-13 07:55 ? 次閱讀

作者: 安德魯·卡特(Andrew Carter)

磁場將對單個運動電荷施加力,并且還將對電流(運動電荷的集合)施加力。長度為l的導線在磁場B中承載電流I時遇到的力用以下公式表示。

[tex] F = ILB sin Theta [/ tex]

o4YBAGCcmt2AaFy9AADtXb8mIkE634.png

載流導線上的磁力垂直于導線,磁場的位置由右手定則給出。

o4YBAGCcmuiATg3vAADnfmORKbk309.png

如果電流與磁場之間的夾角為texB [/ tex];[tex] B = 0 [/ tex],然后[tex] sinbeta = 0 [/ tex],[tex] F = 0 [/ tex],[tex] beta = 180 [/ tex],然后[tex] sinbeta = 0 [/ tex],[tex] F = 0 [/ tex],[tex] beta = 90 [/ tex],然后[tex] sinbeta = 1 [/ tex],[tex] F = Bil [/ tex]。因此,如果電流和磁場的方向彼此平行,則不會在導線上施加力。

o4YBAGCcmvOAIRd8AAAshiMF5Qc323.png

作用在帶電粒子上的力

上面解釋了作用在電流上的力。電流是由帶電粒子的運動產(chǎn)生的。因此,載流線上的力是該電流作用在每個帶電粒子上的力的總和。如果粒子的電荷為q,速度為v,并且位于具有強度B的力作用在該粒子上的磁場中,則β是速度與磁場之間的夾角,公式為:[tex] = qvBsinbeta [ / tex]。

pIYBAGCcmv6AFTRQAABzOSpUFUk498.png

發(fā)生條件:

1.如果tex v =0π/ tex,則tex F =0π/ tex,在磁場中沒有力施加在靜止粒子上。
2.如果∑β = 0 [/ tex],則∑sin0 = 0 [/ tex]和∑F = 0 [/ tex]。
3.如果tex = 180 [/ tex],則ssin180 = 0 [/ tex],且texF = 0 [/ tex],磁場線和粒子的速度彼此平行,那么就沒有力了。
4.如果[β] = 90 [/ tex],則[αsin90= 1] / [tex],[f] F = qvB [/ tex]。v
條件發(fā)生:
1.如果v = 0,則F = 0磁場中沒有力作用在靜止粒子上。
2.如果beta = 0,則sin0 = 0,F(xiàn) = 0
3.如果beta = 180,則sin180 = 0,F(xiàn) = 0,磁場線和粒子的速度彼此平行,則沒有力施加。
4.如果beta = 90,則sin90 = 1,F(xiàn) = qvB

電線上相互承載電流的力

它表明,同一方向上的電流會相互吸引,因為它們會產(chǎn)生相反的磁場。另一方面,相反方向的電流彼此排斥,因為它們產(chǎn)生具有相同方向的磁場。使用公式,我們可以找到施加在每個力上的力。

pIYBAGCcmxCAQzHOAAA0NJflvxY829.png

[tex] F = B_1i_2I = 2kfrac {i_1i_2} 5vgeo944t I [/ tex]

其中,tex1 [/ tex]是導線的長度,tex [dtex // tex]是導線之間的距離。

示例問題:

如果將texI_2 [/ tex]放置在恒定磁場中,則求出作用在電流texI_1 [/ tex]上的磁力的方向。

pIYBAGCcmxyAZnVvAABZdyrhuBg984.png

解決方案:

因此,遵循右手定則,答案顯示在下面的i中;

o4YBAGCcmyaAcH0BAAAoZg_7nZc437.png

霍爾效應

霍爾效應是對電荷移動產(chǎn)生的作用力的一種很好的應用。這也是測量磁場強度的常用方法。薄扁平導體兩側的電荷積聚將平衡這種電磁影響,從而在導體的兩側之間產(chǎn)生可測量的電壓。這種可測量的橫向電壓的存在稱為霍爾效應。

霍爾系數(shù)表示為感應電場與電流密度和磁場乘積之比。它具有制成導體的材料的特征,其值取決于構成電流的電荷載流子的類型,數(shù)量和特性。

o4YBAGCcmzSATutQAACrhpJQ3Vg008.png

編輯:hfy

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