ແຮງດັນໃນການເຄື່ອນທີ່

ກຳລັງທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າເຄື່ອນທີ່: ປະກົດການທາງໄຟຟ້າ ແລະ ແມ່ເຫຼັກ

ປະຈຸໄຟຟ້າແມ່ນແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານໃນຟີຊິກສ໌ທີ່ເປັນພື້ນຖານຂອງປະກົດການທຳມະຊາດທີ່ສຳຄັນຫຼາຍຢ່າງ. ລັກສະນະທີ່ໜ້າສົນໃຈອັນໜຶ່ງຂອງປະຈຸໄຟຟ້າແມ່ນວິທີທີ່ມັນໃຊ້ແຮງຕໍ່ປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ເຄື່ອນທີ່. ໃນບົດຄວາມນີ້, ພວກເຮົາຈະສຳຫຼວດປະກົດການນີ້, ໂດຍການເຈາະເລິກເຂົ້າໄປໃນຫຼັກການພື້ນຖານຂອງມັນ, ກົດໝາຍທີ່ຄວບຄຸມມັນ, ແລະ ການນຳໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີຂອງມັນໃນຊີວິດປະຈຳວັນຂອງພວກເຮົາ.

ປະຈຸໄຟຟ້າ ແລະ ສະໜາມໄຟຟ້າ

ປະຈຸໄຟຟ້າແມ່ນຄຸນສົມບັດພື້ນຖານຂອງອະນຸພາກທີ່ເຮັດໃຫ້ພວກມັນປະສົບກັບແຮງເມື່ອພວກມັນຢູ່ໃກ້ກັບປະຈຸອື່ນໆ. ມີປະຈຸສອງປະເພດຄື: ປະຈຸບວກ ແລະ ປະຈຸລົບ. ປະຈຸທີ່ຄ້າຍຄືກັນຈະຂັບໄລ່ກັນ, ໃນຂະນະທີ່ປະຈຸກົງກັນຂ້າມຈະດຶງດູດກັນ. ການພົວພັນລະຫວ່າງປະຈຸເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນອະທິບາຍໂດຍກົດໝາຍຂອງ Coulomb, ເຊິ່ງລະບຸວ່າແຮງລະຫວ່າງສອງປະຈຸແມ່ນສັດສ່ວນກັບຜົນຄູນຂອງປະຈຸຂອງພວກມັນ ແລະ ສັດສ່ວນກັບກຳລັງສອງຂອງໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງພວກມັນ.

ສະໜາມໄຟຟ້າ

ສະໜາມໄຟຟ້າແມ່ນຕົວແທນຂອງແຮງທີ່ໄດ້ຮັບຈາກປະຈຸໄຟຟ້າຢູ່ສະຖານທີ່ສະເພາະໃນອະວະກາດ. ສະໜາມໄຟຟ້ານີ້ຜະລິດຈາກປະຈຸໄຟຟ້າ ແລະ ສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍໃຊ້ສົມຜົນຂອງ Maxwell. ເມື່ອປະຈຸໄຟຟ້າ q ຖືກວາງໄວ້ໃນສະໜາມໄຟຟ້າ E, ມັນຈະປະສົບກັບແຮງທີ່ໄດ້ຮັບຈາກ:

\[ \mathbf{F} = q\mathbf{E} \]

ປະກົດການການເຄື່ອນທີ່ຂອງປະຈຸໄຟຟ້າໃນສະໜາມໄຟຟ້າ ແລະ ແມ່ເຫຼັກ

ບັດນີ້, ລອງມາເບິ່ງວ່າຈະເກີດຫຍັງຂຶ້ນເມື່ອປະຈຸໄຟຟ້າເຄື່ອນທີ່. ເມື່ອປະຈຸໄຟຟ້າ q ເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍຄວາມໄວ \(\mathbf{v}\) ໃນສະໜາມໄຟຟ້າ \(\mathbf{E}\), ແຮງທີ່ກະທົບໃສ່ປະຈຸໄຟຟ້າແມ່ນການລວມກັນຂອງແຮງໄຟຟ້າ ແລະ ຜົນກະທົບເພີ່ມເຕີມຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກ, ຖ້າມີ.

ກຳລັງ Lorentz

ແຮງທັງໝົດທີ່ປະສົບໂດຍປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ເຄື່ອນທີ່ໃນສະໜາມໄຟຟ້າ ແລະ ສະໜາມແມ່ເຫຼັກໄດ້ຖືກອະທິບາຍໂດຍແຮງ Lorentz, ເຊິ່ງໄດ້ຮັບໂດຍ:

\[ \mathbf{F} = q(\mathbf{E} + \mathbf{v} \times \mathbf{B}) \]

ຢູ່ໃສ:
– \( \mathbf{F} \) ແມ່ນແຮງທັງໝົດທີ່ກະທົບໃສ່ປະຈຸໄຟຟ້າ
-\(q\) ແມ່ນປະຈຸໄຟຟ້າ
- \( \mathbf{E} \) ແມ່ນສະໜາມໄຟຟ້າ
– \( \mathbf{v} \) ແມ່ນຄວາມໄວຂອງປະຈຸໄຟຟ້າ
- \( \mathbf{B} \) ແມ່ນສະໜາມແມ່ເຫຼັກ
- \( \times \) ໝາຍເຖິງຜົນຄູນຕັດຂວາງ

ສົມຜົນນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່ານອກເໜືອໄປຈາກແຮງທີ່ເກີດຈາກສະໜາມໄຟຟ້າ, ຍັງມີແຮງເພີ່ມເຕີມທີ່ເກີດຂຶ້ນເມື່ອປະຈຸໄຟຟ້າເຄື່ອນທີ່ໃນສະໜາມແມ່ເຫຼັກ. ແຮງແມ່ເຫຼັກນີ້ແມ່ນຂຶ້ນກັບທິດທາງການເຄື່ອນທີ່ຂອງປະຈຸໄຟຟ້າ ແລະ ທິດທາງຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກ, ແລະ ສະເໝີເຮັດໜ້າທີ່ຕັ້ງສາກກັບທັງສອງທິດທາງ.

ສະໜາມແມ່ເຫຼັກ

ສະໜາມແມ່ເຫຼັກແມ່ນຜະລິດໂດຍກະແສໄຟຟ້າ ຫຼື ວັດຖຸແມ່ເຫຼັກ ເຊັ່ນ: ແມ່ເຫຼັກແທ່ງ. ຄຸນສົມບັດພື້ນຖານຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກແມ່ນມັນບໍ່ອອກແຮງຕໍ່ປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ຢູ່ນິ້ງ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເມື່ອປະຈຸໄຟຟ້າເຄື່ອນທີ່, ສະໜາມແມ່ເຫຼັກຈະເລີ່ມອອກແຮງທີ່ພະຍາຍາມປ່ຽນທິດທາງການເຄື່ອນທີ່ຂອງປະຈຸໄຟຟ້າ.

ຜົນກະທົບຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກຕໍ່ປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ເຄື່ອນທີ່

ເພື່ອເຂົ້າໃຈວ່າສະໜາມແມ່ເຫຼັກເຮັດວຽກແນວໃດ, ໃຫ້ພວກເຮົາກັບໄປທີ່ສົມຜົນແຮງ Lorentz ແລະເອົາພຽງແຕ່ສ່ວນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບສະໜາມແມ່ເຫຼັກ:

\[ \mathbf{F}_B = q(\mathbf{v} \ຄູນ \mathbf{B}) \]

ແຮງນີ້ແມ່ນມຸ້ງໄປຕັ້ງສາກກັບທິດທາງຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກ (\(\mathbf{B}\)) ແລະຄວາມໄວຂອງປະຈຸໄຟຟ້າ (\(\mathbf{v}\)). ດັ່ງນັ້ນ, ສະໜາມແມ່ເຫຼັກຈຶ່ງບໍ່ເຮັດວຽກກ່ຽວກັບປະຈຸໄຟຟ້າ, ແຕ່ມັນປ່ຽນທິດທາງການເຄື່ອນທີ່ຂອງປະຈຸໄຟຟ້າ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ວິຖີການເຄື່ອນທີ່ຂອງປະຈຸໄຟຟ້າເປັນວົງມົນ ຫຼື ກ້ຽວວຽນ, ຂຶ້ນກັບອົງປະກອບອື່ນໆຂອງຄວາມໄວ ແລະ ສະໜາມແມ່ເຫຼັກ.

ການນຳໃຊ້ສະໜາມແມ່ເຫຼັກ ແລະ ປະຈຸໄຟຟ້າເຄື່ອນທີ່

1. ມວນສານສະເປັກໂຕຣມິເຕີ
ເຄື່ອງວັດແທກມວນສານແມ່ນອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ເພື່ອວັດແທກມວນສານຂອງອະນຸພາກໂດຍການກວດຈັບເສັ້ນທາງການເຄື່ອນທີ່ຂອງມັນໃນຂະນະທີ່ພວກມັນຜ່ານສະໜາມແມ່ເຫຼັກ. ເມື່ອອະນຸພາກທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າຜ່ານສະໜາມແມ່ເຫຼັກ, ພວກມັນຈະປ່ຽນທິດທາງຕາມປະຈຸໄຟຟ້າ ແລະ ຄວາມໄວຂອງມັນ. ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງເສັ້ນທາງການເຄື່ອນທີ່ເຫຼົ່ານີ້ຊ່ວຍໃຫ້ສາມາດກຳນົດມວນສານຂອງອະນຸພາກໄດ້.

2. ໄຊໂຄລຕຣອນ ແລະ ຊິນໂຄຣຕຣອນ
ໄຊໂຄລຕຣອນ ແລະ ຊິນໂຄຣຕຣອນ ແມ່ນເຄື່ອງເລັ່ງອະນຸພາກທີ່ໃຊ້ໃນຟີຊິກຂອງອະນຸພາກເພື່ອເລັ່ງອະນຸພາກທີ່ມີປະຈຸໄຟຟ້າໃຫ້ມີພະລັງງານສູງ. ສະໜາມແມ່ເຫຼັກຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຮັກສາອະນຸພາກໃຫ້ຢູ່ໃນວົງໂຄຈອນວົງມົນ, ໃນຂະນະທີ່ສະໜາມໄຟຟ້າໃຫ້ແຮງກະຕຸ້ນເພີ່ມເຕີມສໍາລັບແຕ່ລະການປະຕິວັດ.

3. ມໍເຕີໄຟຟ້າ ແລະ ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າ
ມໍເຕີໄຟຟ້າປ່ຽນພະລັງງານໄຟຟ້າເປັນພະລັງງານກົນຈັກໂດຍໃຊ້ຫຼັກການພື້ນຖານຂອງແຮງທີ່ກະທຳຕໍ່ປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ເຄື່ອນທີ່ໃນສະໜາມແມ່ເຫຼັກ. ໃນທຳນອງດຽວກັນ, ເຄື່ອງກຳເນີດໄຟຟ້າເຮັດວຽກໂດຍການເຄື່ອນທີ່ຕົວນຳໄຟຟ້າໃນສະໜາມແມ່ເຫຼັກເພື່ອຜະລິດໄຟຟ້າ.

4. ແສງອໍໂຣຣາ
ແສງເໜືອ ແລະ ແສງເໜືອ ອອສຕຣາລິສ ເປັນປະກົດການແສງສະຫວ່າງທຳມະຊາດໃນທ້ອງຟ້າຂອງໂລກ ທີ່ເກີດຈາກປະຕິກິລິຍາຂອງອະນຸພາກທີ່ມີປະຈຸຈາກລົມສຸລິຍະກັບສະໜາມແມ່ເຫຼັກຂອງໂລກ. ອະນຸພາກທີ່ມີປະຈຸຈາກດວງອາທິດຖືກເລັ່ງໂດຍສະໜາມແມ່ເຫຼັກຂອງໂລກ ແລະ ຕຳກັບຊັ້ນບັນຍາກາດ, ເຮັດໃຫ້ເກີດການສະແດງແສງສະຫວ່າງທີ່ສວຍງາມ.

ສະຫຼຸບ

ການເຂົ້າໃຈແຮງໃນປະຈຸໄຟຟ້າ, ໂດຍສະເພາະວິທີທີ່ພວກມັນໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກສະໜາມໄຟຟ້າ ແລະ ແມ່ເຫຼັກ, ແມ່ນຈຸດໃຈກາງຂອງການນຳໃຊ້ ແລະ ປະກົດການຫຼາຍຢ່າງໃນຟີຊິກ ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີ. ຈາກກົດລະບຽບພື້ນຖານທີ່ລະບຸໄວ້ໂດຍກົດໝາຍຂອງ Coulomb ຈົນເຖິງການນຳໃຊ້ທີ່ຊັບຊ້ອນໃນເຄື່ອງເລັ່ງອະນຸພາກ ແລະ ອຸປະກອນໄຟຟ້າກົນຈັກ, ຫຼັກການເຫຼົ່ານີ້ເຊື່ອມຕໍ່ໂລກທິດສະດີກັບການນຳໃຊ້ຕົວຈິງ. ການເດີນທາງໄປສູ່ການເຂົ້າໃຈແຮງໃນປະຈຸໄຟຟ້າແມ່ນຕົວຢ່າງທີ່ດົນໃຈຂອງວິທີທີ່ແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານໃນຟີຊິກສາມາດປູທາງໄປສູ່ນະວັດຕະກໍາຫຼາຍຢ່າງ ແລະ ຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ເລິກເຊິ່ງກວ່າກ່ຽວກັບຈັກກະວານ.