แรงลอเรนซ์

สนามแม่เหล็กดันประจุที่เคลื่อนที่ได้ แต่เฉพาะด้านข้าง — ตั้งฉากกับทั้งความเร็วและสนาม แรงดันข้างนี้ไม่เร่งหรือหน่วงประจุเลย มันแต่งโค้งเส้นทาง โค้งเป็นวงกลมถ้าสนามคงที่

สูตร

F = q · v · B

• F — แรง (N): แรงดันแม่เหล็กด้านข้างบนประจุ
• q — ประจุ (C): ปริมาณประจุไฟฟ้าที่อนุภาคถือ
• v — ความเร็ว (m/s): ประจุเคลื่อนที่เร็วเพียงใด ที่นี่ตั้งฉากกับสนาม
• B — สนามแม่เหล็ก (T): ความเข้มของสนามแม่เหล็กที่ประจุเคลื่อนที่ผ่าน

ตัวอย่างที่แก้ไข

อนุภาคประจุ 2 คูลอมบ์เคลื่อนที่ 3 เมตรต่อวินาที ตั้งฉากกับสนามแม่เหล็ก 5 เทสลา รู้สึกแรงเท่าใด

• q = 2 C
• v = 3 m/s
• B = 5 T

1. F = q · v · B
2. F = 2 C · 3 m/s · 5 T

F = 30 N

ทดสอบความเข้าใจของคุณ

พบเห็นได้ที่ไหน

ทีวีหลอดภาพ (CRT) รุ่นเก่าบังคับลำอิเล็กตรอนด้วยสนามแม่เหล็ก วาดภาพบนจอโดยการดัดเส้นทางอนุภาคประจุนับพันครั้งต่อวินาที แสงเหนือก็คือฟิสิกส์เดียวกันนี้ในมาตราส่วนระดับดาวเคราะห์: อนุภาคประจุจากดวงอาทิตย์ไต่เป็นเกลียวไปตามเส้นสนามแม่เหล็กของโลก เปล่งแสงเรืองขึ้นเมื่อมันเลี้ยวโค้ง

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

ความละเอียดอ่อนที่เป็นกุญแจคือแรงแม่เหล็กไม่ทำงาน: F = q · v · B ผลักตั้งฉากกับความเร็ว จึงโค้งเส้นทางได้แต่ไม่มีวันเร่งประจุให้เร็วขึ้นหรือหน่วงให้ช้าลง การหาทิศผิดเป็นข้อพลาดอีกข้อ — แรงตั้งฉากกับทั้งความเร็วและสนาม (มือขวา: ชี้นิ้วตามความเร็ว ม้วนนิ้วไปหาทิศสนาม แล้วนิ้วโป้งชี้ตามทิศแรง) ประจุบวกที่ 3 m/s ตัดผ่านสนาม 10 T จะรู้สึกแรง 2 C × 3 m/s × 10 T = 60 N ในทิศด้านข้าง

เชื่อมโยงอย่างไร

กระแสสร้างสนาม และสนามผลักประจุที่เคลื่อนที่ — สองครึ่งของคู่ป้อนกลับของแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งอยู่ห่างกันคนละบทเรียน กฎของฟาราเดย์ในบทถัดไปเติมชิ้นที่สาม: สนามที่เปลี่ยนแปลงไปสร้างแรงดันที่ขับกระแสได้ด้วยตัวมันเอง แรงผลักด้านข้างที่คงความเร็วไว้นี้คือเหตุผลที่มอเตอร์หมุนได้ และที่อนุภาคประจุวิ่งเป็นวงกลมในเครื่องเร่งอนุภาค

ลองการจำลองแบบโต้ตอบ

• ประจุในสนาม B

แนวคิดที่เกี่ยวข้อง

• กฎของคูลอมบ์
• ความจุไฟฟ้า
• สนามแม่เหล็กจากกระแสไฟฟ้า
• กฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์
• วงจร AC และการสั่นพ้อง