Ампер заңы. Лоренц күші.

Магнит өрісінің осы өрісте орналасқан Idl

күші:

r

ток элементіне әсер ететін dF

r

F

d r= I [ dl B ].

r

dF векторының бағытын сол қол ережесі бойынша анықтауға болады:

r

егер сол қолдың алақанын оған B векторы кіретіндей, ал ашылған төрт

саусақты өткізгіштегі токпен бағытталатындай етіп орналастырса, онда тік бұрышқа қайырылған бас бармақ токқа әсер ететін күштің бағытын көрсетеді. Ампер күші деп аталатын осы күштің модулі мына өрнектің көмегімен анықталады

 

мұндағы  - dl

және r

dF = IBdl sin ,

векторлары арасындағы бұрыш. r арақашықтықта

B

жатқан, бойларында

I 1 және

I 2 тогы бар екі өзара параллель өткізгіштер бір

бағыттағы ток өткен жағдайда бір-біріне тартылады да, қарама-қарсы бағытталған ток өткен жағдайда бір-бірінен тебіледі:

dF 12

= dF 21

= I 1 B 2 dl

= I 2

 0

B 1 dl =

2 

I 1 I 2 dl r

Магнит өрісінде v жылдамдықпен қозғалатын q электр зарядына әсер

етуші күшті Лоренц күші деп атайды:

B

F

r= q [ v rr].

Лоренц күшінің бағыты сол қол ережесі бойынша анықталады: егер сол

r

қолдың алақанын оған B векторы кіретіндей, ал ашылған төрт саусақты v

векторымен бағытталатындай етіп орналастырса, онда тік бұрышқа қайырылған бас бармақ оң зарядқа әсер ететін күштің бағытын көрсетеді.

Лоренц күшінің модулі:

F = qvB sin ,

r

мұндағы  - v және B векторларының арасындағы бұрыш.

 

Зарядталған бөлшектердің магнит өрісіндегі қозғалысы.

r r

Егер бөлшек біртекті магнит өрісінде

v ^ B

жылдамдықпен қозғалатын

болса, онда Лоренц күші модулі жағынан өзгермейді және бөлшек траекториясына қатысты нормаль бойымен бағытталады. Ньютонның екінші заңына сәйкес, бұл күш бөлшектің центрге тартқыш үдеуін анықтайды. Демек, бөлшек шеңбер бойымен бірқалыпты қозғалады. Шеңбердің радиусын

qvB = mv

r

шартынан анықтауға болады:

 

 

Бөлшектің айналу периоды

r = m v.

q B

T =2 r

v

=2  m,

B q

яғни біртекті магнит өрісінде бөлшектің айналу периоды бөлшектің q

m

меншікті зарядына кері шамамен және өрістің B магнит индукциясымен ғана анықталады да, бірақ оның жылдамдығына тәуелсіз болады. Зарядталған бөлшектердің циклдік үдеткіштерінің жұмысы осыған негізделген.

r

Индукциясы B

магнит өрісінде орналасқан бойында тығыздығы j тогы бар

r

металда, бағыты j және B векторларына перпендикуляр болатын электр

өрісінің пайда болуын Холл эффекті деп атайды.

 

Көлденең (Холл) потенциалдар айырмасы Лоренц күшінің салдарынан пайда болады және мынаған тең

D  = 1

Ne

jdB =

RjdB,

мұндағы R =

ne

- заттың тегіне тәуелді Холл тұрақтысы, n - ток

тасушылардың шоғыры. Өлшенген Холл тұрақтысының мәні бойынша өткізгіштегі ток тасушылар зарядының таңбасы мен олардың шоғырын анықтауға болады. Холл эффекті аналогты есептеуіш машиналар мен өлшеуіш техникада тұрақты токтарды көбейту мақсатында (Холл датчиктері) және т.б. қолданылады.