Daya Lorentz
Satu medan magnet boleh menolak pada satu cas bergerak, tetapi hanya menyamping -- berserenjang dengan kedua-dua halajunya dan medan itu sendiri. Tolakan menyamping ini tidak pernah mempercepatkan atau memperlahankan cas; ia hanya membengkokkan lalukannya menjadi satu lengkung.
Formula
F = q · v · B
- F — daya (N): tolakan magnet menyamping pada cas itu
- q — cas (C): jumlah cas elektrik yang dibawa oleh zarah itu
- v — halaju (m/s): betapa pantas cas bergerak, di sini berserenjang dengan medan
- B — medan magnet (T): kekuatan medan magnet yang dilalui cas itu
Contoh penyelesaian
Satu zarah bercas berjisim 2 coulomb bergerak pada 3 meter per saat, berserenjang dengan satu medan magnet 5 tesla. Berapa daya yang ia rasai?
- 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
Uji diri anda
Cas 2 coulomb yang sama kini bergerak pada 3 meter per saat melalui medan lebih kuat 10 tesla. Berapakah daya ke atasnya?
- 30 N
- 15 N
- Jawapan betul: 60 N
Betul! Menggandakan medan menggandakan daya: 2 C × 3 m/s × 10 T = 60 N.
Satu cas positif bergerak ke kanan melalui satu medan magnet menghala masuk ke halaman. Ke mana daya magnet menolaknya?
- Jawapan betul: Ke atas
- Ke bawah
- Ke hadapan, ke arah yang sama ia sudah bergerak
Betul! Menggunakan peraturan tangan-kanan, cas positif bergerak-ke-kanan dalam medan menghala masuk halaman merasai daya menolaknya ke atas.
Di mana anda melihat ini
Televisyen CRT lama mengemudi alur elektronnya dengan medan magnet, melukis skrin dengan membengkokkan zarah bercas beribu kali saat. Aurora utara dan selatan ialah zarah bercas matahari yang dihalakan oleh medan magnet Bumi ke atmosfera -- daya yang sama pada skala planet.
Kesilapan biasa
Kehalusan utama ialah daya magnet tidak melakukan kerja: F = q · v · B menolak berserenjang dengan halaju, jadi ia boleh membengkokkan laluan tetapi tidak pernah mempercepatkan cas -- cas positif pada 3 m/s melintasi medan 10 T merasai 2 C × 3 m/s × 10 T = 60 N menyamping, laju kekal, arah berubah. Ingat juga peraturan tangan-kanan hanya berfungsi seperti yang dijangka bagi cas positif; bagi elektron, songsangkan hasilnya.
Bagaimana ia bersambung
Arus membuat medan dan medan menolak cas bergerak -- dua separuh pasangan suap-balik elektromagnetisme, satu pelajaran berjarak. Hukum Faraday, seterusnya, menambah bahagian ketiga: medan yang berubah mencipta voltan, melengkapkan trio yang menjana hampir setiap mesin elektrik yang pernah dibina.