Magnetkraftens størrelse
Læringsmål
Viktige takeaways
Nøkkelpunkter
- Magnetiske felt utøver krefter på ladede partikler i bevegelse.
- Retningen til magnetkraften \ text {F} er vinkelrett på det dannede planet av \ text {v} og \ text {B} som bestemt av høyre håndregel.
- SI-enheten for størrelsen på magnetfeltstyrken kalles tesla (T), som tilsvarer en Newton per ampere-meter. Noen ganger brukes mindre enhetsgauss (10-4 T) i stedet.
- Når uttrykket for magnetkraften kombineres med det for den elektriske kraften, er det kombinerte uttrykket kjent som Lorentz-kraften.
Nøkkelord
- Coulomb-kraft: den elektrostatiske kraften mellom to ladninger, som beskrevet av Coulombs lov
- magnetfelt: En tilstand i rom rundt en magnet eller elektrisk strøm der det er en påvisbar magnetisk kraft, og hvor to magnetiske poler er tilstede.
- tesla: I det internasjonale systemet for enheter, den avledede enheten med magnetisk fluksdensitet eller magnetisk induktivitet . Symbol: T
Magnetic Force Magnitude
Hvordan tiltrekker en magnet en annen? Svaret er avhengig av det faktum at all magnetisme er avhengig av strøm, strømmen av ladning. Magnetfelt utøver krefter på bevegelige ladninger, og de utøver derfor krefter på andre magneter, som alle har bevegelige ladninger.
Magnetkraften på en ladning i bevegelse er en av de mest grunnleggende som er kjent. Den magnetiske kraften er like viktig som den elektrostatiske eller Coulomb-kraften. Likevel er magnetkraften mer kompleks, både i antall faktorer som påvirker den og i retning, enn den relativt enkle Coulomb-kraften. Størrelsen på magnetkraften \ text {F} på en ladning \ tekst {q} som beveger seg med en hastighet \ tekst {v} i et magnetisk felt med styrke \ tekst {B} er gitt av:
\ text {F} = \ text {qvBsin} (\ theta)
\ text {B} = \ frac {\ text {F}} {\ text {qvsin} (\ theta)}
Fordi sinθ er enhetsløs, er tesla
1 \ text {T} = \ frac {1 \ text {N}} {\ text {C} * \ text {m} / \ text {s}} = \ frac {1 \ text {N}} {\ text {A} * \ text {m}}
En annen mindre enhet, kalt gauss (G), hvor 1 G = 10−4 T, brukes noen ganger. De sterkeste permanente magneter har felt nær 2 T; superledende elektromagneter kan oppnå 10 T eller mer. Jordens magnetfelt på overflaten er bare ca 5 × 10−5 T, eller 0,5 G.
Retningen til magnetkraften \ text {F} er vinkelrett på planet dannet av \ text {v } og \ text {B} som bestemt av høyre håndregelen, som er illustrert i figur 1. Den sier at for å bestemme retningen til magnetkraften på en positiv bevegelig ladning, peker du tommelen på høyre hånd i retning av \ tekst {v}, fingrene i retning av \ tekst {B}, og en vinkelrett på håndflaten peker i retning av \ tekst {F}. En måte å huske dette på er at det er en hastighet, og tommelen representerer den. Det er mange feltlinjer, og fingrene representerer dem. Kraften er i retningen du vil presse med håndflaten. Kraften på en negativ ladning er i nøyaktig motsatt retning av en på en positiv ladning.
Høyrehåndsregel: Magnetfelt utøver krefter på bevegelige ladninger. Denne kraften er en av de mest grunnleggende som er kjent. Retningen til den magnetiske kraften på en bevegelig ladning er vinkelrett på planet dannet av v og B og følger høyre håndregel – 1 (RHR-1) som vist. Kraftens størrelse er proporsjonal med q, v, B og sinusen til vinkelen mellom v og B.