Материјал за електрична струја, електричен полнеж, магнетно поле, магнетна сила
Во 1819 година, данскиот научник Ханс Кристијан Ерстед (1777–1851) ја открил врската помеѓу магнетизмот и електричната струја , или подвижните полнежи . Тој открил дека кога иглата на компасот е близу до жица што носи електрична струја, таа се отклонува. Кога нема електрична струја, иглата на компасот покажува кон север.
Иглата на компасот е магнет, па затоа магнетната сила може да ја движи . Од каде доаѓа магнетната сила (F)? Во близина на иглата на компасот има жица што носи електрична струја, па затоа електричната струја мора да произведе магнетна сила.
Погледнете ја сликата од десно. Користете го правилото за десна рака за да ја одредите насоката на електричната струја и насоката на магнетното поле. Ако електричната струја (I) се движи нагоре, насоката на магнетното поле (B) ќе биде како што е прикажано на сликата од лево. Обратно, ако електричната струја се движи надолу, насоката на магнетното поле ќе биде како што е прикажано на сликата од десно.
Магнетното поле врши сила на жица низ која тече струја
Електричната струја може да врши сила врз иглата на магнетниот компас. Може ли и магнет да врши сила врз електрична струја?
Да претпоставиме дека има жица низ која поминува електрична струја помеѓу северниот и јужниот пол на магнет. Стрелката од северниот пол кон јужниот пол ја означува насоката на магнетното поле. Црвената стрелка ја означува насоката на електричната струја (I), а сината стрелка ја означува насоката на магнетната сила (F).
Насоката на магнетната сила F е нормална на насоката на електричната струја I и нормална на насоката на магнетното поле B. Користете го правилото на десна рака за да ја пронајдете насоката на електричната струја, насоката на магнетното поле и насоката на магнетната сила.
Следната равенка ја наведува врската помеѓу магнетната сила, електричната струја и магнетното поле.
F = BI l sin θ
F е симбол за магнетна сила, B е симбол за магнетно поле, I е симбол за електрична струја, а l е симбол за должина на жица во магнетно поле.
θ е аголот помеѓу насоката на електричната струја и насоката на магнетното поле. Ако електричната струја е нормална на магнетното поле (90 ° ), тогаш вредноста на sin 90 = 1, така што формулата се менува во F = BI l , и обратно, ако електричната струја е паралелна на магнетното поле (0 ° ), тогаш вредноста на sin 0 = 0, така што магнетната сила е 0.
За да се пресмета магнетното поле, горенаведената формула се менува во: B = F / I l.
Меѓународната единица за магнетна сила е Њутн (скратено N), а Меѓународната единица за магнетно поле е Тесла (скратено T). Тесла потекнува од името на српско-американскиот пронаоѓач и физичар, Никола Тесла (1856-1943). Врз основа на горенаведената формула за магнетно поле, магнетното поле може да се изрази и во единици Њутн на амперметар (N/A m). Освен Тесла, магнетното поле се изразува и во единици Гаус (G). Гаус потекнува од името на германскиот математичар, астроном и физичар, Јохан Карл Фридрих Гаус (1777-1855). 1 G = 10 -4 T.
Магнетна сила на електричен полнеж што се движи во магнетно поле
Магнетното поле може да врши магнетна сила на жица што протекува струја. Електричната струја е подвижен електричен полнеж, па затоа магнетното поле може да врши магнетна сила и на слободно подвижни електрични полнежи, а не само на спроводлива жица.
Формулата за пресметување на магнетната сила на електричен полнеж што се движи во магнетно поле е изведена од претходната формула за магнетна сила F = BI l sin θ . Бидејќи I = q/t и l = vt, формулата за магнетна сила се менува во
Опис на формулата: F = магнетна сила, B = магнетно поле, q = електричен полнеж, v = брзина на движење на товарот, θ = агол помеѓу v dan B
Ако v нормално на B тогаш θ = 90o , каде што sin 90o = 1. Од друга страна, ако v паралелно со B тогаш θ = 0o, каде што sin 0o = 0. Значи, магнетната сила има максимална вредност кога v нормално на B и магнетната сила е нула кога v паралелно со B.
Насоката на магнетната сила F е нормална на магнетното поле B и нормална на брзината на електричниот полнеж v.
