Lorentz-erő
A Lorentz-erő az elektromágneses térben egy elektromos töltésre ható erő. Ennek két komponense közül az elektromos arányos és egyirányú az elektromos térerősséggel, a mágneses arányos és merőleges a mágneses indukcióra és a töltés sebességére.[1] A Lorentz-erő Hendrik Lorentz (1853 – 1928) holland fizikus nevét viseli.
Az erő nagyságaSzerkesztés
A Lorentz-erő nagysága[2]
ahol q az elektromos töltés, E az elektromos térerősség, B a mágneses indukció és v az elektromos töltés sebessége. A Lorentz-erő mágneses komponense nem végez munkát, a mágneses tér egy mozgó töltött részecske kinetikus energiáját nem változtatja meg.
Áramjárta vezetőre ható erőSzerkesztés
Ezt a szakaszt át kellene olvasni, ellenőrizni a szövegét, tartalmát. További részleteket a cikk vitalapján találhatsz. |
A Lorentz-erő a mágneses tér által kifejtett erő egy áramjárta vezetőre. Ha egy elektromos vezetékbe áramot vezetünk, magában a vezetékben elektromos töltés halad végig. Emellett azonban jelen vannak szabadon mozgó (nem a vezetékben lévő) töltött részecskék, amikre szintén erő hat, ha azok mágneses térbe kerülnek.
A Lorentz-erő függ:
- Mágneses indukcióvektor nagyságától (B)
- Áramerősségtől (I)
- Vezető hosszától (L)
F = B * I * L
- Értéke maximális, ha a mágneses indukcióvonalak merőlegesek a vezetőre.
- Értéke zérus, ha a mágneses indukcióvonalak párhuzamosak a vezetővel.
Mágneses Lorentz-erőSzerkesztés
Ha a mágneses térben egy adott P ponton t idő alatt N számú, egyenként Q töltésű részecske halad keresztül azonos irányban és azonos sebességgel, akkor az általuk képviselt áramerősség: I=NQ/t. A v sebességű Q töltés tegyen meg l=vt utat a B indukciójú térben. Ekkor az N számú részecskére ható erő:
F=I(lxB)=(NQ/t)(vt)xB=NQ(vxB)
Ily módon az egyetlen részecskére ható erő:
F=Q(vxB).
Ezt az erőt mágneses Lorentz-erőnek nevezzük. A fenti összefüggés a megfigyelt kísérleti eredményekkel teljes megegyezésben van. Az F erő nagysága:
F=QvBsinθ,
ahol θ a v és B közötti szöget jelenti. A mágneses erő eltűnik, ha v=0, továbbá, ha v paralel és antiparallel a B vektor irányával. A sebességre és a mágneses indukcióra merőleges eltérítő erő maximális, ha v merőleges B-re:
Fmax=QvB.
JegyzetekSzerkesztés
- ↑ Fizikai kislexikon Lorentz-erő, 430. o.
- ↑ Fizikai kislexikon Lorentz-erő, 430. o.
ForrásokSzerkesztés
- ↑ Fizikai kislexikon: szerk.: Dr. Szilágyi Miklós: Fizikai Kislexikon. Műszaki Könyvkiadó. 963 10 1695 1 (1977)
- Hevesi Imre: Elektromosságtan
További információkSzerkesztés
- Magyarított interaktív Java szimuláció a Lorentz-erőről Szerző: Wolfgang Bauer