Հոդվածներ էլեկտրական հոսանքի, էլեկտրական լիցքի, մագնիսական դաշտի, մագնիսական ուժի մասին
1819 թվականին դանիացի գիտնական Հանս Քրիստիան Էերստեդը (1777-1851) հայտնաբերեց մագնիսականության և էլեկտրական հոսանքների կամ շարժվող լիցքերի միջև եղած կապը։ Նա պարզեց, որ երբ կողմնացույցի սլաքը գտնվում է լարի մոտ, կողմնացույցի սլաքը շեղվում է։ Երբ հոսանք չկա, կողմնացույցի սլաքը ցույց է տալիս դեպի հյուսիս։
Կողմնացույցի ասեղը մագնիս է, ուստի այն կարող է շարժվել մագնիսական ուժի ազդեցությամբ։ Որտեղի՞ց է գալիս մագնիսական ուժը (F): Կողմնացույցի ասեղի մոտ կա էլեկտրական հոսանք անցնող լար, ուստի մագնիսական ուժը պետք է գործադրվի էլեկտրական հոսանքի ազդեցությամբ։
Նայեք կողքի նկարին։ Էլեկտրական հոսանքի և մագնիսական դաշտի ուղղությունը կարելի է գտնել աջ ձեռքի կանոնի միջոցով։ Եթե էլեկտրական հոսանքը (I) շարժվում է վերև, մագնիսական դաշտի (B) ուղղությունը ցույց է տրված ձախ կողմում։ Եթե էլեկտրական հոսանքի ուղղությունը ներքև է, մագնիսական դաշտի ուղղությունը ցույց է տրված աջ կողմում։
Մագնիսական դաշտը ուժ է գործադրում հոսանքատար լարի վրա
Նախկինում բացատրվել էր, որ էլեկտրական հոսանքը կարող է ուժ գործադրել մագնիսական կողմնացույցի սլաքի վրա: Կարո՞ղ է մագնիսը նույնպես ուժ գործադրել էլեկտրական հոսանքի վրա:
Ենթադրենք, որ մագնիսի հյուսիսային և հարավային բևեռների միջև տեղադրված է էլեկտրական հոսանք անցնող լար։ Մագնիսական դաշտի ուղղությունը նշված է հյուսիսային բևեռից դեպի հարավային բևեռ ուղղված նետով։ Եթե էլեկտրական հոսանքի ուղղությունը (I) նշված է կարմիր նետով, ապա առաջանում է մագնիսական ուժ (F), որի ուղղությունը ներկայացված է կապույտ նետով։
Մագնիսական ուժի F ուղղությունը ուղղահայաց է էլեկտրական հոսանքի I ուղղությանը և ուղղահայաց է մագնիսական դաշտի B ուղղությանը։
Էլեկտրական հոսանքի ուղղությունը, մագնիսական դաշտի ուղղությունը և մագնիսական ուժի ուղղությունը կարելի է որոշել աջ ձեռքի կանոնի միջոցով։
Մագնիսական ուժի, էլեկտրական հոսանքի և մագնիսական դաշտի միջև եղած կապը արտահայտվում է հետևյալ հավասարմամբ։
F = BI l sin θ
F-ը մագնիսական ուժի խորհրդանիշ է, B-ն՝ մագնիսական դաշտի խորհրդանիշ, I-ն՝ էլեկտրական հոսանքի խորհրդանիշ, l-ը՝ մագնիսական դաշտում գտնվող լարի երկարության խորհրդանիշ։
θ-ն էլեկտրական հոսանքի ուղղության և մագնիսական դաշտի ուղղության միջև ընկած անկյունն է։ Եթե էլեկտրական հոսանքը ուղղահայաց է մագնիսական դաշտին (90°), ապա sin 90-ի արժեքը = 1 է։ Բանաձևը փոխվում է F = BI l-ի, ընդհակառակը, եթե էլեկտրական հոսանքը զուգահեռ է մագնիսական դաշտին (0°), ապա sin 0-ի արժեքը = 0 է, այնպես որ մագնիսական ուժը 0 է։
Մագնիսական դաշտը հաշվարկելու համար վերը նշված բանաձևը փոխվում է հետևյալի՝ B = F / I l:
Մագնիսական ուժի միջազգային միավորը Նյուտոնն է (կրճատ՝ N), մագնիսական դաշտի միջազգային միավորը՝ Տեսլան (կրճատ՝ T): Տեսլան անվանակոչվել է սերբա-ամերիկացի գյուտարար և ֆիզիկոս Նիկոլա Տեսլայի (1856-1943) անունով: Վերը նշված մագնիսական դաշտի բանաձևի հիման վրա մագնիսական դաշտը կարող է արտահայտվել նաև Նյուտոն/Ամպերմետր միավորներով (N/A մ): Տեսլայից բացի, մագնիսական դաշտը արտահայտվում է նաև Գաուսի (G) միավորներով: Գաուսը ծագում է գերմանացի մաթեմատիկոս, աստղագետ և ֆիզիկոս Յոհան Կարլ Ֆրիդրիխ Գաուսի (1777-1855) անունից: 1G = 10-4T
Մագնիսական դաշտում շարժվող էլեկտրական լիցքերի վրա ազդող մագնիսական ուժը
Մագնիսական դաշտը կարող է մագնիսական ուժ գործադրել հոսանքատար լարի վրա: Էլեկտրական հոսանքները շարժման մեջ գտնվող էլեկտրական լիցքեր են, ուստի մագնիսական դաշտը կարող է մագնիսական ուժ գործադրել նաև ազատ շարժվող էլեկտրական լիցքերի վրա, այլ ոչ թե միայն հաղորդիչ լարերի վրա:
Մագնիսական դաշտում շարժվող էլեկտրական լիցքերի վրա ազդող մագնիսական ուժի հաշվարկման բանաձևը ստացվել է նախորդ մագնիսական ուժի բանաձևից՝ F = BI l sin θ: Քանի որ I = q/t և l = vt, մագնիսական ուժի բանաձևը փոխվում է հետևյալի՝
Բանաձևի նկարագրությունը՝ F = մագնիսական ուժ, B = մագնիսական դաշտ, q = էլեկտրական լիցք, v = լիցքի շարժման արագություն, θ = v-ի և B-ի միջև եղած անկյունը
Եթե v-ն ուղղահայաց է B-ին, ապա θ = 90 ° , որտեղ sin 90 ° = 1: Հակառակը, եթե v-ն զուգահեռ է B-ին, ապա θ = 0 ° , որտեղ sin 0 ° = 0: Այսպիսով, մագնիսական ուժը առավելագույնն է, երբ v-ն ուղղահայաց է B-ին, և մագնիսական ուժը զրո է, երբ v-ն զուգահեռ է B-ին:
Մագնիսական ուժի F ուղղությունը ուղղահայաց է մագնիսական դաշտին B և ուղղահայաց էլեկտրական լիցքի արագությանը v։
