Artikuj rreth rrymës elektrike, ngarkesës elektrike, fushës magnetike, forcës magnetike
Në vitin 1819, një shkencëtar danez i quajtur Hans Christian Oersted (1777-1851) zbuloi marrëdhënien midis magnetizmit dhe rrymave elektrike ose ngarkesave në lëvizje. Ai zbuloi se kur gjilpëra e busullës është pranë një teli nën tension, gjilpëra e busullës devijohet. Kur nuk ka rrymë, gjilpëra e busullës tregon veriun.
Gjilpëra e busullës është një magnet, kështu që mund të lëvizë nga një forcë magnetike. Nga vjen forca magnetike (F)? Pranë gjilpërës së busullës, ka një tel që mbart një rrymë elektrike, kështu që forca magnetike duhet të ushtrohet nga rryma elektrike.
Shikoni figurën në anë. Drejtimi i rrymës elektrike dhe drejtimi i fushës magnetike mund të gjenden duke përdorur rregullin e dorës së djathtë. Nëse rryma elektrike (I) lëviz lart, drejtimi i fushës magnetike (B) është siç tregohet në të majtë. Nëse drejtimi i rrymës elektrike është poshtë, drejtimi i fushës magnetike është siç tregohet në të djathtë.
Fusha magnetike ushtron një forcë mbi telin që mbart rrymë
Më parë, u shpjegua se një rrymë elektrike mund të ushtrojë një forcë mbi gjilpërën magnetike të busullës. A mund të ushtrojë një magnet gjithashtu një forcë mbi një rrymë elektrike?
Supozoni se ekziston një tel që transmeton një rrymë elektrike i vendosur midis poleve veriore dhe jugore të një magneti. Drejtimi i fushës magnetike tregohet nga një shigjetë nga poli verior në Polin e Jugut. Nëse drejtimi i rrymës elektrike (I) tregohet nga një shigjetë e kuqe, atëherë shfaqet një forcë magnetike (F) drejtimi i së cilës përfaqësohet nga një shigjetë blu.
Drejtimi i forcës magnetike F është pingul me drejtimin e rrymës elektrike I dhe pingul me drejtimin e fushës magnetike B.
Drejtimi i rrymës elektrike, drejtimi i fushës magnetike dhe drejtimi i forcës magnetike mund të përcaktohen duke përdorur rregullin e dorës së djathtë.
Marrëdhënia midis forcës magnetike, rrymës elektrike dhe fushës magnetike shprehet me ekuacionin e mëposhtëm.
F = BI l sin θ
F është një simbol i forcës magnetike, B është një simbol i një fushe magnetike, I është një simbol i një rryme elektrike, l është një simbol i gjatësisë së një teli që është në një fushë magnetike.
θ është këndi midis drejtimit të rrymës elektrike dhe drejtimit të fushës magnetike. Nëse rryma elektrike është pingule me fushën magnetike (90o), atëherë vlera e sin 90 = 1. Formula ndryshon në F = BI l, anasjelltas, nëse rryma elektrike është paralele me fushën magnetike (0o), atëherë vlera e sin 0 = 0, kështu që forca magnetike është 0.
Për të llogaritur fushën magnetike, formula e mësipërme ndryshohet në: B = F / I l.
Njësia ndërkombëtare për forcën magnetike është Njutoni (shkurtuar N), njësia ndërkombëtare për fushën magnetike është Tesla (shkurtuar T). Tesla është emëruar sipas shpikësit dhe fizikantit serbo-amerikan, Nikola Tesla (1856-1943). Bazuar në formulën e fushës magnetike më sipër, fusha magnetike mund të shprehet edhe në njësi Njutoni për Amper metër (N/A m). Përveç Teslës, fusha magnetike shprehet edhe në njësi Gausi (G). Gausi vjen nga emri i matematikanit, astronomit dhe fizikantit gjerman, Johann Carl Friedrich Gauss (1777-1855). 1G = 10-4T
Forca magnetike mbi ngarkesat elektrike që lëvizin në një fushë magnetike
Një fushë magnetike mund të ushtrojë një forcë magnetike mbi një tel që mbart rrymë. Rrymat elektrike janë ngarkesa elektrike në lëvizje, kështu që një fushë magnetike mund të ushtrojë një forcë magnetike edhe mbi ngarkesat elektrike që lëvizin lirisht, jo vetëm mbi telat përçues.
Formula për llogaritjen e forcës magnetike mbi ngarkesat elektrike që lëvizin në një fushë magnetike rrjedh nga formula e mëparshme e forcës magnetike F = BI l sin θ. Meqenëse I = q/t dhe l = vt, formula e forcës magnetike ndryshon në,
Përshkrimi i formulës: F = forcë magnetike, B = fushë magnetike, q = ngarkesë elektrike, v = shpejtësia e lëvizjes së ngarkesës, θ = këndi midis v dhe B
Nëse v është pingul me B, atëherë θ = 90 o , ku sin 90 o = 1. Anasjelltas, nëse v është paralel me B, atëherë θ = 0 o , ku sin 0 o = 0. Pra, forca magnetike është maksimale kur v është pingul me B dhe forca magnetike është zero kur v është paralel me B.
Drejtimi i forcës magnetike F është pingul me fushën magnetike B dhe pingul me shpejtësinë e ngarkesës elektrike v.
