Magnetinis laukas
Magnetinis laukas B⃗ veikia judančius krūvius ir sroves. Jėgos dydis priklauso ir nuo kampo tarp judėjimo krypties bei lauko.
Magnetinė jėga judančiam krūviui
Judančiam q krūviui F⃗=q v⃗×B⃗, o modulis F=|q|vB sinθ. Kai v⃗ lygiagreti B⃗, F=0; kai statmena – didžiausia.
Kodėl magnetinė jėga išlenkia trajektoriją
F = |q|vB sin θ
Magnetinė jėga statmena momentiniam greičiui, todėl pati neatlieka darbo ir nekeičia kinetinės energijos. Kai v ⟂ B, ji yra centrinė jėga ir r=mv/(|q|B).
Jėgos priklausomybė nuo kampo
Kai q, v ir B nekinta, F/Fmax = sin θ.
90°Jėga srovę turinčiam laidininkui
Tiesiam laidininko segmentui F⃗=I L⃗×B⃗. Tai mikroskopinių Lorenco jėgų, veikiančių krūvininkus, makroskopinė išraiška.
Srovė taip pat kuria magnetinį lauką
Ilgo tiesaus laidininko laukas B=μ₀I/(2πr). Lauko linijos – apskritimai aplink laidininką, o B mažėja kaip 1/r.
Kryptis be paveikslėlių kalimo
Dešinės rankos taisyklė atvaizduoja vektorinę sandaugą. Teigiamam krūviui v⃗×B⃗ duoda jėgos kryptį; neigiamam krūviui ji priešinga.
Išspręsti pavyzdžiai
1. Protoną veikianti magnetinė jėga
v=3,0×10⁶ m/s, B=0,20 T, statmenai.
Sprendimas
F≈9,6×10⁻¹⁴ N.
2. Elektrono orbitos spindulys
Elektronas, kurio impulsas p, juda statmenai B.
Sprendimas
r=p/(eB); didesnis impulsas – didesnis spindulys.
3. Tiesaus laidininko laukas
I=10 A, r=5,0 cm.
Sprendimas
B=4,0×10⁻⁵ T.