Навчання

Магнітне поле — Напрям сили

Магнітна сила на окремий точковий заряд перпендикулярна до його миттєвої швидкості, тому не змінює його кінетичну енергію. Але в електромеханічній системі магнітні сили можуть передавати енергію між джерелами, полями та механічними частинами; повний енергетичний баланс включає електричні поля та джерела струму.

Напрям сили

Магнітна сила на окремий точковий заряд перпендикулярна до його миттєвої швидкості, тому не змінює його кінетичну енергію. Але в електромеханічній системі магнітні сили можуть передавати енергію між джерелами, полями та механічними частинами; повний енергетичний баланс включає електричні поля та джерела струму.

Рух по колу

Малий струмовий контур поводиться як магнітний диполь з моментом μ. В однорідному полі на нього може діяти момент τ=μ×B, який орієнтує диполь, а в неоднорідному полі — ще й результуюча сила. Ця ідея пов’язує макроскопічні котушки з магнітними моментами атомів і допомагає зрозуміти парамагнетизм та роботу деяких датчиків.

Поле струму

Якщо швидкість має одночасно компоненти паралельно і перпендикулярно до B, перпендикулярна компонента створює круговий рух, а паралельна не змінюється магнітною силою. Траєкторія стає гвинтовою. Крок спіралі залежить від v∥, а радіус — від v⊥. Така геометрія важлива для руху заряджених частинок у магнітосфері та плазмових установках.

Соленоїд

Протон летить перпендикулярно до однорідного магнітного поля. Що станеться з модулем його швидкості, якщо діє лише магнітна сила?

Магнітне полеF = qvB sinθ

Напрям сили

Модуль швидкості залишиться сталим, а напрям буде змінюватися. Магнітна сила перпендикулярна до v, тому створює доцентрове прискорення, але не виконує роботи над протоном.

Малий струмовий контур поводиться як магнітний диполь з моментом μ. В однорідному полі на нього може діяти момент τ=μ×B, який орієнтує диполь, а в неоднорідному полі — ще й результуюча сила. Ця ідея пов’язує макроскопічні котушки з магнітними моментами атомів і допомагає зрозуміти парамагнетизм та роботу деяких датчиків.