Электр тогунун электр зарядынын магнит талаасынын магниттик күчү жөнүндө макалалар
1819-жылы даниялык окумуштуу Ханс Кристиан Эрстед (1777-1851) магнетизм менен электр тогу же кыймылдуу заряддардын ортосундагы байланышты ачкан. Ал компас жебеси ток өтүүчү зымдын жанында болгондо, компас жебеси багытын өзгөртөрүн аныктаган. Ток жок болгондо, компас жебеси түндүктү көрсөтүп турат.
Компас жебеси магнит, ошондуктан аны магниттик күч менен жылдырууга болот. Магниттик күч (F) кайдан келет? Компас жебесинин жанында электр тогун өткөрүүчү зым бар, ошондуктан магниттик күч электр тогу менен таасир этиши керек.
Капталдагы сүрөттү караңыз. Электр тогунун багытын жана магнит талаасынын багытын оң кол эрежеси менен табууга болот. Эгерде электр тогу (I) өйдө жылса, магнит талаасынын багыты (B) сол жакта көрсөтүлгөндөй болот. Эгерде электр тогунун багыты ылдый карай болсо, магнит талаасынын багыты оң жакта көрсөтүлгөндөй болот.
Магнит талаасы ток өткөрүүчү зымга күч таасир этет
Буга чейин электр тогу магниттик компас жебесине күч тийгизе алары түшүндүрүлгөн. Магнит электр тогуна да күч тийгизе алабы?
Мисалы, магниттин түндүк жана түштүк уюлдарынын ортосуна электр тогун өткөрүүчү зым жайгаштырылган дейли. Магнит талаасынын багыты түндүк уюлдан түштүк уюлга багытталган жебе менен көрсөтүлөт. Эгерде электр тогунун багыты (I) кызыл жебе менен көрсөтүлсө, анда багыты көк жебе менен көрсөтүлгөн магниттик күч (F) пайда болот.
Магниттик күчтүн багыты F электр тогунун багытына I перпендикуляр жана магнит талаасынын багытына B перпендикуляр.
Электр тогунун багытын, магнит талаасынын багытын жана магнит күчүнүн багытын оң кол эрежеси менен аныктоого болот.
Магниттик күч, электр тогу жана магнит талаасынын ортосундагы байланыш төмөнкү теңдеме менен туюнтулат.
F = BI l sin θ
F – магниттик күчтүн символу, B – магнит талаасынын символу, I – электр тогунун символу, l – магнит талаасындагы зымдын узундугунун символу.
θ - электр тогунун багыты менен магнит талаасынын багытынын ортосундагы бурч. Эгерде электр тогу магнит талаасына перпендикуляр болсо (90o), анда sin 90 мааниси 1. Формула F = BI l болуп өзгөрөт, тескерисинче, эгерде электр тогу магнит талаасына параллель болсо (0o), анда sin 0 мааниси 0 болот, ошондуктан магниттик күч 0гө барабар болот.
Магнит талаасын эсептөө үчүн жогорудагы формула төмөнкүдөй өзгөртүлөт: B = F / I l.
Магниттик күчтүн эл аралык бирдиги - Ньютон (кыскартылган N), ал эми магнит талаасынын эл аралык бирдиги - Тесла (кыскартылган T). Тесла серб-америкалык ойлоп табуучу жана физик Никола Тесланын (1856-1943) атынан коюлган. Жогорудагы магнит талаасынын формуласына таянып, магнит талаасын Ньютондордун бирдиктери менен да көрсөтүүгө болот, бир Ампер метрге (Н/А м) туура келет. Тесладан тышкары, магнит талаасы Гаусс бирдиктери менен да көрсөтүлөт (Г). Гаусс немис математиги, астроному жана физиги Иоганн Карл Фридрих Гаусстун (1777-1855) атынан келип чыккан. 1G = 10-4T
Магнит талаасында кыймылдаган электр заряддарына магниттик күч
Магнит талаасы ток өткөрүүчү зымга магниттик күч тийгизиши мүмкүн. Электр тогу – кыймылдагы электр заряддары, ошондуктан магнит талаасы өткөргүч зымдарга гана эмес, эркин кыймылдаган электр заряддарына да магниттик күч тийгизиши мүмкүн.
Магнит талаасында кыймылдаган электр заряддарына магниттик күчтү эсептөө формуласы мурунку F = BI l sin θ магниттик күч формуласынан алынган. I = q/t жана l = vt болгондуктан, магниттик күч формуласы төмөнкүдөй өзгөрөт:
Формуланын сүрөттөлүшү: F = магниттик күч, B = магнит талаасы, q = электр заряды, v = заряддын кыймыл ылдамдыгы, θ = v жана B ортосундагы бурч
Эгерде v Bге перпендикуляр болсо, анда θ = 90o , мында sin 90o = 1. Тескерисинче, эгер v Bге параллель болсо, анда θ = 0o , мында sin 0o = 0. Демек, магниттик күч v Bге перпендикуляр болгондо максималдуу болот, ал эми v Bге параллель болгондо магниттик күч нөлгө барабар.
Магниттик күчтүн багыты F магнит талаасына перпендикуляр жана электр зарядынын ылдамдыгына перпендикуляр v.
