SIŁA ELEKTRODYNAMICZNA I SIŁA LORENZA

SIŁA ELEKTRODYNAMICZNA

U podstaw działania silnika elektrycznego leży zjawisko powstawania siły elektrodynamicznej.

W zależności od kierunku prądu płynącego w przewodniku jest on wypychany lub wciągany do wnętrza pola wytwarzanego przez magnes. Siłą odpowiedzialną za ruch przewodnika jest siła elektrodynamiczna.

W celu lepszego zrozumienia jak to działa zapraszam do poniższego apletu.



Siła elektrodynamiczna działa w kierunku prostopadłym do płaszczyzny utworzonej przez przewód z prądem i linie indukcji pola magnetycznego, zwrot siły wyznaczamy stosując zasadę lewej ręki (lub śruby prawoskrętnej).

Zasada lewej ręki

Jeżeli lewą rękę ustawimy w polu magnetycznym w taki sposób, że linie pola magnetycznego (od N do S) są skierowane do jej wewnętrznej strony, a wyprostowane palce wskazują kierunek przepływu prądu (od + do -), to odchylony kciuk wskaże kierunek działania siły elektrodynamicznej.



Wartość siły elektrodynamicznej jest wprost proporcjonalna do natężenia prądu płynącego w przewodniku i do długości odcinka przewodnika znajdującego się w polu magnetycznym.


F = B I L sinα

F - siła elektrodynamiczna
B - indukcja magnetyczna
I - natężenie prądu w przewodniku
l - długość przewodnika, która znajduje się w polu magnetycznym
α - kąt pomiędzy kierunkiem prądu w przewodniku a kierunkiem linii pola magnetycznego


SIŁA LORENZA

Siła Lorentza — siła jaka działa na cząstkę obdarzoną ładunkiem elektrycznym poruszającą się w polu elektromagnetycznym. Wzór podany został po raz pierwszy przez Lorentza i dlatego nazwano go jego imieniem.

Wzór określa, jak siła działająca na ładunek zależy od pola elektrycznego i pola magnetycznego (składników pola elektromagnetycznego):

F = q(E + v * B)

gdzie:

* F – siła (w niutonach),
* E – natężenie pola elektrycznego (w woltach / metr),
* B – indukcja magnetyczna (w teslach),
* q – ładunek elektryczny cząstki (w kulombach),
* v – prędkość cząstki (w metrach na sekundę),
* × – iloczyn wektorowy.

Terminem siła Lorentza określa się czasem samą składowa magnetyczną tej siły

F = qv * B



Kierunek siły F jest prostopadły zarówno do kierunku linii pola magnetycznego jak i kierunku płynącego prądu.



Jeżeli trzy palce lewej dłoni ustawimy pod kątami prostymi i palec wskazujący skierujemy wzdłuż linii pola magnetycznego, a palec środkowy w kierunku przepływu prądu, to kciuk wskaże kierunek i zwrot siły F.