Physik

Auswirkungen eines Magnetfeldes auf Ladungen


Elektrische Ladung mit Geschwindigkeit in anderer Richtung als das elektrische Feld

Wenn eine Ladung in der Nähe eines stationären Magnetfelds mit einer Geschwindigkeit in einer anderen Richtung als das Feld aufgegeben wird, interagiert sie damit. Dann wird diese Kraft durch das Produkt zwischen den beiden Vektoren gegeben, und und wird zu einem dritten Vektor senkrecht zu beiden führen, dies wird ein Vektorprodukt genannt und ist eine Vektoroperation, die in der High School nicht gesehen wird.

Wir können diese Studie jedoch in einen besonderen Fall unterteilen, in dem sich die Ladung senkrecht zum Feld bewegt, und in einen anderen, in dem die Bewegungsrichtung eine andere als die des Feldes ist.

  • Last mit senkrechter Bewegung zum Feld

Experimentell kann beobachtet werden, dass, wenn wir uns einem Magneten elektrischer Ladungen mit einer Bewegung senkrecht zum Magnetfeld nähern, diese Bewegung senkrecht zum Feld und zur Geschwindigkeit, dh nach oben oder unten, verschoben wird. Dies ist die Richtung des Magnetkraftvektors.

Bei positiven Ladungen tritt diese Abweichung nach oben auf:

Und für negative Ladungen runter.

Die Intensität von wird durch das Vektorprodukt gegeben was für den speziellen Fall wo und sind senkrecht wird berechnet durch:

Die Einheit für die Magnetfeldstärke ist Tesla (T), den er anruft , zu Ehren des jugoslawischen Physikers Nikola Tesla.

Folglich wird die Kraft berechnet durch:

Gemessen in Newton (N)

  • Last bewegt sich mit beliebiger Richtung zum Feld

Wie bereits erwähnt, ist der Fall, in dem die Ladung eine senkrechte Bewegung zum Feld aufweist, nur eine Besonderheit der Wechselwirkung zwischen Ladung und Magnetfeld. Für die anderen Fälle die Richtung des Vektors wird senkrecht zum Magnetfeldvektor sein und mit Geschwindigkeitsvektor .

Für die Berechnung der Stärke des Magnetfeldes wird nur die Komponente der Geschwindigkeit senkrecht zum Feld berücksichtigt, dh sein der Winkel zwischen und so zu ersetzen v durch seine senkrechte Komponente werden wir haben:

Wenn wir dieses Gesetz auf die anderen Fälle anwenden, die wir zuvor gesehen haben, werden wir sehen, dass:

  • wenn v = 0, dann ist F = 0
  • wenn = 0 ° oder 180 °, dann sen = 0, also F = 0
  • wenn = 90 °, dann sen = 1, also .

Regel der rechten Hand

Eine Methode zur Bestimmung der Richtung des Vektors ist die sogenannte flache rechte Regel. Mit einer offenen Hand zeigt Ihr Daumen in Richtung des Geschwindigkeitsvektors und die anderen Finger in Richtung des Magnetfeldvektors.

Für positive Ladungen, Vektor hat die Richtung einer Linie, die durch die Hand verläuft, und die Bedeutung ist die eines Vektors, der aus der Handfläche kommt.

Für negative Ladungen Vektor Es hat die Richtung einer Linie, die durch die Hand verläuft, und seine Bedeutung ist die eines Vektors, der aus dem Handrücken kommt, dh des Vektors, der in die Handfläche eintritt.



Video: Was ist Ladung? Die elektrische Ladung Q. Elektrotechnik Grundlagen #2 (Oktober 2021).