लोरेंझ बल
चुंबकीय क्षेत्र हालणाऱ्या भाराला ढकलू शकते, पण फक्त बाजूला — त्याच्या वेगाला व क्षेत्राला दोन्हींना लंब. हे बाजूचे ढकलणे भाराला कधीही जलद किंवा हळू करत नाही; ते फक्त मार्ग वाकवते, क्षेत्र स्थिर राहिल्यास त्याला वर्तुळात वळवते.
सूत्र
F = q · v · B
- F — बल (N): भारावरील बाजूचे चुंबकीय ढकलणे
- q — भार (C): कणाकडे असलेल्या विद्युत भाराचे प्रमाण
- v — वेग (m/s): भार किती जलद हालतो आहे, इथे क्षेत्राला लंब दिशेने
- B — चुंबकीय क्षेत्र (T): भार ज्या चुंबकीय क्षेत्रातून जातो त्याची ताकद
सोडवलेले उदाहरण
2 कूलॉम भार असलेला कण 3 मीटर प्रति सेकंदने, 5 टेस्ला चुंबकीय क्षेत्राला लंब दिशेने हालतो. त्याला किती बल जाणवते?
- q = 2 C
- v = 3 m/s
- B = 5 T
- F = q · v · B
- F = 2 C · 3 m/s · 5 T
F = 30 N
स्वतःची चाचणी घ्या
तोच 2 कूलॉमचा भार आता 3 मीटर प्रति सेकंदने जास्त ताकदीच्या 10 टेस्ला क्षेत्रातून जातो. त्यावरील बल किती?
- 30 N
- 15 N
- बरोबर उत्तर: 60 N
बरोबर! क्षेत्र दुप्पट म्हणजे बल दुप्पट: 2 C × 3 m/s × 10 T = 60 N.
धन भार उजवीकडे हालतो आहे, पानात थेंबणाऱ्या चुंबकीय क्षेत्रातून. चुंबकीय बल त्याला कोणत्या दिशेने ढकलते?
- बरोबर उत्तर: वर
- खाली
- पुढे, जिथे तो आधीपासून हालत आहे त्याच दिशेने
बरोबर! उजव्या-हाताच्या नियमाने, पानात थेंबणाऱ्या क्षेत्रात उजवीकडे हालणाऱ्या धन भाराला वर ढकलणारे बल जाणवते.
हे कुठे दिसते
जुना CRT दूरचित्रवाणी आपला इलेक्ट्रॉन-किरण चुंबकीय क्षेत्रांनी सतत वाळवत होता, प्रति सेकंद हजारो वेळा भार वाकवून पडदा रंगवत. ध्रुवीय प्रकाश तेच भौतिकशास्त्र ग्रह-प्रमाणावर आहे: सूर्याकडून आलेले भारित कण पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्र-रेषांभोवती सर्पिली फिरतात, वळताना चमकतात.
सामान्य चुका
मुख्य सूक्ष्मता म्हणजे चुंबकीय बल कार्य करत नाही: F = q · v · B वेगाला लंब ढकलते, म्हणून ते मार्ग वाकवू शकते पण भाराला कधीही जलद किंवा हळू करू शकत नाही. दिशा चुकणे ही दुसरी घसरण — बल वेग व क्षेत्र दोन्हींना लंब असते (उजवा हात: बोटे वेगाच्या दिशेने, क्षेत्राकडे वाकवा, अंगठा बलाकडे). 3 m/s ने जाणाऱ्या धन भाराला 10 T क्षेत्रात 2 C × 3 m/s × 10 T = 60 N बाजूचे बल लागते.
कसे जोडले जाते
प्रवाह क्षेत्र बनवतात व क्षेत्रे हालणाऱ्या भारांना ढकलतात — विद्युतचुंबकत्वाच्या प्रतिसाद-जोडीचे दोन भाग, एका धड्याच्या अंतराने. पुढचा फॅरेडेचा नियम तिसरा जोडतो: बदलणारे क्षेत्र स्वतःहून प्रवाह चालवणारा व्होल्टेज बनवते. हेच बाजूचे, वेग न बदलणारे ढकलणे म्हणून मोटर्स फिरतात व त्वरकांतले भारित कण वर्तुळांत धावतात.