ความแข็งแกร่งของลอเรนซ์ หลักการทั่วไปของอุปกรณ์

เรียงความ

ในหัวข้อ "ฟิสิกส์"
หัวข้อ: "การประยุกต์ใช้กองกำลังลอเรนซ์"

เสร็จสมบูรณ์โดย: นักศึกษากลุ่ม T-10915Logunova M.V.

อาจารย์Vorontsov B.S.

Kurgan 2016

บทนำ. 3

1. ใช้แรงลอเรนซ์ สี่

.. 4

1.2 แมสสเปกโตรเมตรี. 6

1. เครื่องกำเนิด 3 MHD. 7

1.4 ไซโคลตรอน. 8

บทสรุป. สิบเอ็ด

รายการวรรณกรรมใช้แล้ว.. 13

บทนำ

ลอเรนซ์ ฟอร์ซ- แรงที่สนามแม่เหล็กไฟฟ้าตามอิเล็กโทรไดนามิกแบบคลาสสิก (ไม่ใช่ควอนตัม) กระทำต่ออนุภาคที่มีประจุแบบจุด บางครั้งแรงลอเรนซ์เรียกว่าแรงที่กระทำต่อการเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว υ ค่าใช้จ่าย qจากด้านข้างของสนามแม่เหล็กเท่านั้นซึ่งมักจะเต็มแรง - จากด้านข้างของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าโดยทั่วไปกล่าวคือจากด้านข้างของไฟฟ้า อีและแม่เหล็ก บีฟิลด์

ในระบบหน่วยสากล (SI) จะแสดงเป็น:

Fล = q υ บีบาป

มันถูกตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์ชาวดัตช์ Hendrik Lorenz ผู้ซึ่งพัฒนาการแสดงออกของพลังนี้ในปี 1892 สามปีก่อน Lorentz พบนิพจน์ที่ถูกต้องโดย O. Heaviside

การสำแดงแบบมหภาคของแรงลอเรนซ์คือแรงแอมแปร์

ใช้แรงลอเรนซ์

การกระทำที่กระทำโดยสนามแม่เหล็กบนอนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่นั้นถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคโนโลยี

การใช้งานหลักของแรงลอเรนซ์ (ที่แม่นยำกว่านั้นคือ แรงแอมแปร์) คือเครื่องจักรไฟฟ้า (มอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) แรงลอเรนซ์ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อทำหน้าที่กับอนุภาคที่มีประจุ (อิเล็กตรอนและบางครั้งเป็นไอออน) เช่น ในโทรทัศน์ หลอดรังสีแคโทด, ใน แมสสเปกโตรเมตรีและ เครื่องกำเนิด MHD.

นอกจากนี้ ในสถานที่ทดลองที่สร้างขึ้นในปัจจุบันสำหรับการใช้ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์แบบควบคุม การกระทำของสนามแม่เหล็กบนพลาสมาจะถูกใช้เพื่อบิดให้เป็นสายที่ไม่สัมผัสกับผนังของห้องทำงาน การเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุเป็นวงกลมในสนามแม่เหล็กที่สม่ำเสมอและความเป็นอิสระของระยะเวลาของการเคลื่อนที่ดังกล่าวจากความเร็วของอนุภาคนั้นถูกใช้ในเครื่องเร่งอนุภาคที่มีประจุ - ไซโคลตรอน

1. 1. อุปกรณ์ลำแสงอิเล็กตรอน

อุปกรณ์ลำแสงอิเล็กตรอน (EBD) - คลาสของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สูญญากาศที่ใช้กระแสของอิเล็กตรอนที่เข้มข้นในรูปแบบของลำแสงเดียวหรือลำแสงซึ่งถูกควบคุมทั้งโดยความเข้ม (กระแส) และตามตำแหน่งในอวกาศและโต้ตอบกับ เป้าหมายเชิงพื้นที่คงที่ (หน้าจอ) ของอุปกรณ์ ขอบเขตหลักของ ELP คือการแปลงข้อมูลออปติคัลเป็นสัญญาณไฟฟ้าและการแปลงผกผันของสัญญาณไฟฟ้าเป็นออปติคัล ตัวอย่างเช่น เป็นภาพโทรทัศน์ที่มองเห็นได้

อุปกรณ์ประเภทแคโทดเรย์ไม่รวมถึงหลอดเอ็กซ์เรย์ โฟโตเซลล์ โฟโตมัลติเพลเยอร์ อุปกรณ์ปล่อยก๊าซ (เดคาตรอน) และหลอดอิเล็กทรอนิกส์ที่ให้กำลังขยายสัญญาณ (บีมเทโทรด ตัวบ่งชี้สุญญากาศไฟฟ้า หลอดปล่อยก๊าซทุติยภูมิ ฯลฯ) ที่มีลำแสง รูปแบบของกระแสน้ำ

อุปกรณ์ลำแสงอิเล็กตรอนประกอบด้วยส่วนประกอบหลักอย่างน้อยสามส่วน:

· ไฟฉายอิเล็กทรอนิกส์ (ปืน) สร้างลำอิเล็กตรอน (หรือลำแสง เช่น ลำแสงสามลำในกล้องส่องทางไกลสี) และควบคุมความเข้มของมัน (กระแส)

· ระบบการโก่งตัวจะควบคุมตำแหน่งเชิงพื้นที่ของลำแสง (ส่วนเบี่ยงเบนจากแกนสปอตไลท์)

· เป้าหมาย (หน้าจอ) ของ ELP ที่รับจะแปลงพลังงานของลำแสงเป็นฟลักซ์การส่องสว่างของภาพที่มองเห็นได้ เป้าหมายของการส่งหรือการจัดเก็บ ELP จะสะสมการผ่อนปรนเชิงพื้นที่ที่อ่านโดยลำแสงอิเล็กตรอนสแกน

ข้าว. อุปกรณ์ CRT 1 เครื่อง

หลักการทั่วไปของอุปกรณ์

สูญญากาศลึกถูกสร้างขึ้นในถัง CRT ในการสร้างลำแสงอิเล็กตรอนจะใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่าปืนอิเล็กตรอน แคโทดที่ถูกความร้อนจากไส้หลอดจะปล่อยอิเล็กตรอนออกมา โดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าบนอิเล็กโทรดควบคุม (โมดูเลเตอร์) คุณสามารถเปลี่ยนความเข้มของลำอิเล็กตรอนและความสว่างของภาพได้ หลังจากออกจากปืน อิเล็กตรอนจะถูกเร่งโดยขั้วบวก ถัดไป ลำแสงจะลอดผ่านระบบเบี่ยง ซึ่งสามารถเปลี่ยนทิศทางของลำแสงได้ ในโทรทัศน์ CRT จะใช้ระบบการโก่งตัวแม่เหล็กเนื่องจากมีมุมโก่งตัวขนาดใหญ่ ในออสซิลโลสโคป CRT จะใช้ระบบการโก่งตัวของไฟฟ้าสถิตเนื่องจากให้การตอบสนองที่เร็วขึ้น ลำแสงอิเล็กตรอนกระทบกับตะแกรงที่เคลือบด้วยสารเรืองแสง จากการระเบิดของอิเล็กตรอน สารเรืองแสงจะเรืองแสงและจุดความสว่างที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วจะสร้างภาพบนหน้าจอ

1.2 แมสสเปกโตรเมตรี

ข้าว. 2

การกระทำของแรงลอเรนซ์ยังใช้ในอุปกรณ์ที่เรียกว่าแมสสเปกโตรกราฟ ซึ่งออกแบบมาเพื่อแยกอนุภาคที่มีประจุตามประจุเฉพาะ

แมสสเปกโตรเมตรี(แมสสเปกโตรสโคปี, แมสสเปกโตรกราฟี, การวิเคราะห์มวลสาร, การวิเคราะห์แมสสเปกโตรเมทริก) - วิธีการศึกษาสารตามการกำหนดอัตราส่วนของมวลต่อประจุของไอออนที่เกิดขึ้นจากการแตกตัวเป็นไอออนของส่วนประกอบตัวอย่างที่สนใจ หนึ่งในวิธีการที่ทรงพลังที่สุดสำหรับการระบุคุณภาพของสาร ซึ่งช่วยให้สามารถกำหนดเชิงปริมาณได้ เราสามารถพูดได้ว่าแมสสเปกโตรเมทรีคือ "การชั่งน้ำหนัก" ของโมเลกุลในตัวอย่าง

โครงร่างของแมสสเปกโตรกราฟที่ง่ายที่สุดแสดงในรูปที่ 2

ในห้องที่ 1 ซึ่งอากาศถูกอพยพออกไปมีแหล่งกำเนิดไอออน 3 ห้องถูกวางไว้ในสนามแม่เหล็กที่สม่ำเสมอในแต่ละจุดที่การเหนี่ยวนำ B⃗ B →ตั้งฉากกับระนาบของรูปวาดและพุ่งเข้าหาเรา ( ในรูปที่ 1 ฟิลด์นี้แสดงด้วยวงกลม) แรงดันไฟฟ้าเร่งถูกนำมาใช้ระหว่างอิเล็กโทรด A และ B ภายใต้การกระทำที่ไอออนที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดจะถูกเร่งและเข้าสู่สนามแม่เหล็กด้วยความเร็วที่กำหนดในแนวตั้งฉากกับเส้นเหนี่ยวนำ การเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กตามแนวส่วนโค้งของวงกลม ไอออนจะตกลงบนแผ่นภาพถ่าย 2 ซึ่งทำให้สามารถกำหนดรัศมี R ของส่วนโค้งนี้ได้ รู้ความเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็ก B และความเร็ว υ ของไอออน ตามสูตร

สามารถกำหนดประจุเฉพาะของไอออนได้ และถ้าทราบประจุของไอออน ก็จะสามารถคำนวณมวลของไอออนได้

ประวัติของแมสสเปกโตรเมทรีเริ่มต้นด้วยการทดลองพื้นฐานของเจ. เจ. ทอมสันเมื่อต้นศตวรรษที่ 20 ตอนจบ "-metria" ในชื่อของวิธีการปรากฏขึ้นหลังจากการเปลี่ยนแปลงอย่างกว้างขวางจากการตรวจจับอนุภาคที่มีประจุโดยใช้เพลตภาพถ่ายไปเป็นการวัดทางไฟฟ้าของกระแสไอออน

แมสสเปกโตรเมตรีใช้กันอย่างแพร่หลายโดยเฉพาะในการวิเคราะห์สารอินทรีย์ เนื่องจากมีการระบุโมเลกุลที่ค่อนข้างง่ายและซับซ้อนได้อย่างน่าเชื่อถือ ข้อกำหนดทั่วไปเพียงอย่างเดียวคือโมเลกุลสามารถแตกตัวเป็นไอออนได้ อย่างไรก็ตาม ถึงตอนนี้

มีหลายวิธีในการแตกตัวเป็นไอออนในส่วนประกอบตัวอย่าง ซึ่งแมสสเปกโตรเมตรีถือได้ว่าเป็นวิธีการแบบสากลเกือบทั้งหมด

1. เครื่องกำเนิด 3 MHD

เครื่องกำเนิดแมกนีโตไฮโดรไดนามิก เครื่องกำเนิด MHD - โรงไฟฟ้าที่พลังงานของของไหลทำงาน (ตัวกลางที่เป็นของเหลวหรือก๊าซเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า) ที่เคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง

หลักการทำงานของเครื่องกำเนิด MHD เช่นเดียวกับเครื่องกำเนิดเครื่องทั่วไปนั้นขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า นั่นคือ การปรากฏตัวของกระแสในตัวนำที่ข้ามเส้นสนามแม่เหล็ก ตัวนำในเครื่องกำเนิด MHD นั้นต่างจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของเครื่องจักร

วัตถุที่ทำงานเคลื่อนที่ข้ามสนามแม่เหล็กและภายใต้การกระทำของสนามแม่เหล็กจะมีกระแสนำพาประจุที่มีสัญญาณตรงกันข้ามเกิดขึ้น

แรงลอเรนซ์กระทำต่ออนุภาคที่มีประจุ

สื่อต่อไปนี้สามารถใช้เป็นส่วนการทำงานของเครื่องกำเนิด MHD:

· อิเล็กโทรไลต์;

โลหะเหลว

พลาสม่า (ก๊าซแตกตัวเป็นไอออน)

เครื่องกำเนิด MHD เครื่องแรกใช้ของเหลวนำไฟฟ้า (อิเล็กโทรไลต์) เป็นของเหลวทำงาน ปัจจุบันมีการใช้พลาสม่าซึ่งตัวพาประจุส่วนใหญ่เป็นอิเล็กตรอนอิสระและไอออนบวก ภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็ก ตัวพาประจุจะเบี่ยงเบนไปจากวิถีซึ่งก๊าซจะเคลื่อนที่ไปเมื่อไม่มีสนาม ในกรณีนี้ ในสนามแม่เหล็กแรงสูง สนามฮอลล์ (ดูเอฟเฟกต์ฮอลล์) สามารถเกิดขึ้นได้ - สนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากการชนและการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุในระนาบตั้งฉากกับสนามแม่เหล็ก

1.4 ไซโคลตรอน

ไซโคลตรอนเป็นเครื่องเร่งความเร็วแบบวัฏจักรจังหวะของอนุภาคที่มีประจุหนักที่ไม่สัมพันธ์กัน (โปรตอน, ไอออน) ซึ่งอนุภาคจะเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กที่สม่ำเสมอและสม่ำเสมอ และใช้สนามไฟฟ้าความถี่สูงที่มีความถี่คงที่เพื่อเร่งความเร็วพวกมัน

โครงร่างของอุปกรณ์ไซโคลตรอนแสดงในรูปที่ 3 อนุภาคที่มีประจุหนัก (โปรตอน, ไอออน) เข้าสู่ห้องจากหัวฉีดใกล้กับศูนย์กลางของห้องและถูกเร่งโดยสนามสลับความถี่คงที่ที่ใช้กับอิเล็กโทรดเร่ง (มีสองในนั้นและเรียกว่าดี) อนุภาคที่มีประจุ Ze และมวล m เคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กคงที่ที่มีกำลัง B ซึ่งตั้งฉากกับระนาบการเคลื่อนที่ของอนุภาคตามแนวเกลียวที่คลายตัว รัศมี R ของวิถีโคจรของอนุภาคที่มีความเร็ว v ถูกกำหนดโดยสูตร

โดยที่ γ = -1/2 เป็นปัจจัยสัมพัทธภาพ

ในไซโคลตรอนสำหรับอนุภาคที่ไม่สัมพันธ์กัน (γ ≈ 1) ในสนามแม่เหล็กที่สม่ำเสมอและสม่ำเสมอ รัศมีของวงโคจรจะเป็นสัดส่วนกับความเร็ว (1) และความถี่ในการหมุนของอนุภาคที่ไม่สัมพันธ์กัน (ความถี่ไซโคลตรอนไม่ได้ขึ้นอยู่กับ พลังงานของอนุภาค

E = mv 2 /2 = (Ze) 2 B 2 R 2 /(2m) (3)

ในช่องว่างระหว่างตัวดี อนุภาคจะถูกเร่งด้วยสนามไฟฟ้าแบบพัลซิ่ง (ไม่มีสนามไฟฟ้าอยู่ภายในตัวดีที่เป็นโลหะกลวง) ส่งผลให้พลังงานและรัศมีของวงโคจรเพิ่มขึ้น โดยการเร่งความเร็วซ้ำด้วยสนามไฟฟ้าในแต่ละรอบ พลังงานและรัศมีของวงโคจรจะถูกทำให้มีค่าสูงสุดที่อนุญาต ในกรณีนี้ อนุภาคจะได้รับความเร็ว v = ZeBR/m และพลังงานที่สัมพันธ์กับอนุภาคนั้น:

เมื่อถึงโค้งสุดท้ายของเกลียว สนามไฟฟ้าเบี่ยงจะถูกเปิดขึ้น นำลำแสงออกมา ความคงตัวของสนามแม่เหล็กและความถี่ของสนามเร่งทำให้สามารถเร่งความเร็วได้อย่างต่อเนื่อง ในขณะที่อนุภาคบางตัวเคลื่อนที่ไปตามการหมุนรอบนอกของเกลียว อนุภาคอื่นๆ อยู่ตรงกลางของเส้นทาง และยังคงมีอนุภาคอื่นๆ เพิ่งเริ่มเคลื่อนที่

ข้อเสียของไซโคลตรอนคือข้อจำกัดของพลังงานอนุภาคที่ไม่สัมพันธ์กันโดยพื้นฐานแล้ว เนื่องจากการแก้ไขเชิงสัมพันธ์ที่มีขนาดไม่ใหญ่มาก (การเบี่ยงเบนของ γ จากเอกภาพ) เป็นการขัดขวางการซิงโครไนซ์ของการเร่งความเร็วในการหมุนรอบต่างๆ และอนุภาคที่มีพลังงานเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญไม่มีเวลาให้เกิดขึ้นอีกต่อไป ในช่องว่างระหว่างดีเลย์ในระยะสนามไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับการเร่งความเร็ว ในไซโคลตรอนทั่วไป โปรตอนสามารถเร่งความเร็วได้ถึง 20-25 MeV

เพื่อเร่งอนุภาคหนักในโหมดของเกลียวคลี่คลายให้มีพลังงานสูงขึ้นหลายสิบเท่า (สูงถึง 1,000 MeV) การดัดแปลงของไซโคลตรอนเรียกว่า isochronous(สัมพัทธภาพ) ไซโคลตรอน เช่นเดียวกับฟาโซตรอน ในไซโคลตรอนแบบไอโซโครนัส ผลสัมพัทธภาพจะได้รับการชดเชยด้วยการเพิ่มขึ้นในแนวรัศมีในสนามแม่เหล็ก

บทสรุป

ข้อความที่ซ่อนอยู่

บทสรุปที่เป็นลายลักษณ์อักษร (พื้นฐานที่สุดสำหรับอนุวรรคทั้งหมดของส่วนแรก - หลักการทำงานคำจำกัดความ)

รายชื่อวรรณกรรมที่ใช้แล้ว

1. Wikipedia [ทรัพยากรอิเล็กทรอนิกส์]: แรงลอเรนซ์ URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Lorenz_force

2. Wikipedia [ทรัพยากรอิเล็กทรอนิกส์]: เครื่องกำเนิดแมกนีโตไฮโดรไดนามิก URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Magnetohydrodynamic_generator

3. Wikipedia [ทรัพยากรอิเล็กทรอนิกส์]: อุปกรณ์ลำแสงอิเล็กตรอน URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Electron-beam_devices

4. Wikipedia [ทรัพยากรอิเล็กทรอนิกส์]: แมสสเปกโตรเมตรี URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Mass spectrometry

5. ฟิสิกส์นิวเคลียร์บนอินเทอร์เน็ต [ทรัพยากรอิเล็กทรอนิกส์]: ไซโคลตรอน URL: http://nuclphys.sinp.msu.ru/experiment/accelerators/ciclotron.htm

6. หนังสือเรียนฟิสิกส์อิเล็กทรอนิกส์ [ทรัพยากรอิเล็กทรอนิกส์]: ต. แอปพลิเคชันของแรงลอเรนซ์ // URL: http://www.physbook.ru/index.php/ T._Application_of_Lorentz_force

7. นักวิชาการ [ทรัพยากรอิเล็กทรอนิกส์]: เครื่องกำเนิดแมกนีโตไฮโดรไดนามิก// URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/MAGNETOHYDRODYNAMIC

©2015-2019 เว็บไซต์
สิทธิ์ทั้งหมดเป็นของผู้เขียน ไซต์นี้ไม่ได้อ้างสิทธิ์ในการประพันธ์ แต่ให้ใช้งานฟรี
วันที่สร้างเพจ: 2017-03-31

โดยสัมพันธ์กับนิ้วอื่นๆ ทั้งหมดในระนาบเดียวกับฝ่ามือ

ลองนึกภาพว่าสี่นิ้วของฝ่ามือที่คุณจับชิดกันหมายถึง ทิศทางความเร็วของประจุ ถ้าเป็นบวก หรือตรงกันข้ามกับความเร็ว ทิศทางถ้าชาร์จ.

ความแข็งแกร่ง ลอเรนซ์อาจเป็นศูนย์และไม่มีองค์ประกอบเวกเตอร์ สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อวิถีของอนุภาคที่มีประจุขนานกับเส้นสนามแม่เหล็ก ในกรณีนี้ อนุภาคจะมีวิถีการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงและค่าคงที่ ความแข็งแกร่ง ลอเรนซ์ไม่กระทบต่อการเคลื่อนตัวของอนุภาคแต่อย่างใด เพราะในกรณีนี้ มันขาดไปโดยสิ้นเชิง

ในกรณีที่ง่ายที่สุด อนุภาคที่มีประจุจะมีวิถีการเคลื่อนที่ตั้งฉากกับเส้นสนามแม่เหล็ก แล้วความแข็งแรง ลอเรนซ์ทำให้เกิดความเร่งสู่ศูนย์กลาง บังคับให้อนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่เป็นวงกลม

บันทึก

แรงลอเรนซ์ถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2435 โดยเฮนดริก ลอเรนซ์ นักฟิสิกส์ชาวดัตช์ วันนี้มักใช้ในเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ ซึ่งขึ้นอยู่กับวิถีการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน ตัวอย่างเช่น หลอดเหล่านี้คือหลอดรังสีแคโทดในโทรทัศน์และจอภาพ เครื่องเร่งความเร็วทุกชนิดที่เร่งอนุภาคที่มีประจุให้มีความเร็วมหาศาลโดยใช้แรง Lorentz กำหนดวงโคจรของการเคลื่อนที่ของพวกมัน

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์

กรณีพิเศษของแรงลอเรนซ์คือแรงแอมแปร์ ทิศทางคำนวณตามกฎของมือซ้าย

ที่มา:

• ลอเรนซ์ ฟอร์ซ
• Lorentz บังคับกฎมือซ้าย

ค่อนข้างสมเหตุสมผลและเข้าใจได้ตรงส่วนต่างๆ ของเส้นทาง ความเร็วของร่างกายไม่เท่ากัน ที่ไหนสักแห่งที่เร็วกว่า และบางที่ที่ช้ากว่า ในการวัดการเปลี่ยนแปลงความเร็วของร่างกายในช่วงเวลาหนึ่ง แนวคิดของ " อัตราเร่ง". ภายใต้ อัตราเร่ง m เป็นที่เข้าใจกันว่าการเปลี่ยนแปลงความเร็วของการเคลื่อนที่ของวัตถุของร่างกายในช่วงระยะเวลาหนึ่งซึ่งการเปลี่ยนแปลงความเร็วเกิดขึ้น

คุณจะต้องการ

• ทราบความเร็วการเคลื่อนที่ของวัตถุในพื้นที่ต่างๆ ในช่วงเวลาต่างๆ

คำแนะนำ

นิยามของการเร่งความเร็วที่ความเร่งสม่ำเสมอ
การเคลื่อนที่ประเภทนี้คือการที่วัตถุมีความเร่งด้วยค่าเดียวกันในเวลาเท่ากัน ให้ในช่วงเวลาหนึ่งของการเคลื่อนที่ t1 ของการเคลื่อนที่เป็น v1 และในขณะ t2 ความเร็วจะเป็น v2 จากนั้นวัตถุสามารถคำนวณได้โดยสูตร:
a = (v2-v1)/(t2-t1)

การเหนี่ยวนำแม่เหล็กเป็นปริมาณเวกเตอร์ ดังนั้น นอกเหนือจากค่าสัมบูรณ์แล้ว ยังมีลักษณะเฉพาะอีกด้วย ทิศทาง. ในการค้นหา คุณต้องหาขั้วของแม่เหล็กถาวรหรือทิศทางของกระแสที่สร้างสนามแม่เหล็ก

คุณจะต้องการ

• - แม่เหล็กอ้างอิง
• - แหล่งที่มาปัจจุบัน;
• - gimlet ขวา;
• - ตัวนำตรง
• - ขดลวด ขดลวด โซลินอยด์

คำแนะนำ

แม่เหล็ก การเหนี่ยวนำ. เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ค้นหามันและเสา โดยปกติแม่เหล็กจะเป็นสีน้ำเงิน และทิศใต้คือ ¬– ถ้าไม่ทราบขั้วของแม่เหล็ก ให้นำแม่เหล็กอ้างอิงและนำไปที่ขั้วเหนือที่ไม่รู้จัก ปลายที่ดึงดูดไปยังขั้วเหนือของแม่เหล็กอ้างอิงจะเป็นขั้วของแม่เหล็กที่มีการวัดการเหนี่ยวนำสนาม เส้น แม่เหล็ก การเหนี่ยวนำออกจากขั้วโลกเหนือและเข้าสู่ขั้วโลกใต้ เวกเตอร์ที่แต่ละจุดของเส้นสัมผัสกันในทิศทางของเส้นตรง

กำหนดทิศทางของเวกเตอร์ แม่เหล็ก การเหนี่ยวนำตัวนำไฟฟ้ากระแสตรง กระแสไหลจากขั้วบวกของแหล่งกำเนิดไปยังขั้วลบ นำกิมเล็ตซึ่งถูกขันเมื่อหมุนตามเข็มนาฬิกาเรียกว่าอันที่ถูกต้อง เริ่มขันเกลียวไปในทิศทางที่กระแสไหลจากตัวนำ การหมุนที่จับจะแสดงทิศทางของเส้นวงกลมปิด แม่เหล็ก การเหนี่ยวนำ. เวกเตอร์ แม่เหล็ก การเหนี่ยวนำในกรณีนี้จะส่งผ่านไปยังวงกลม

หาทิศทางของสนามแม่เหล็กของขดลวดกับกระแสหรือ เมื่อต้องการทำสิ่งนี้ ให้เชื่อมต่อตัวนำกับแหล่งกระแส ใช้วงแหวนด้านขวาแล้วหมุนที่จับตามทิศทางของกระแสที่ไหลผ่านการหมุนจากขั้วบวกของแหล่งกำเนิดกระแสไปยังขั้วลบ การเคลื่อนที่ของแกนกิมเล็ตจะแสดงทิศทางของเส้นสนามแม่เหล็ก ตัวอย่างเช่น หากที่จับของวงแหวนในทิศทางของกระแสน้ำทวนเข็มนาฬิกา (ไปทางซ้าย) จากนั้นหมุนไปข้างหน้าเข้าหาผู้สังเกต ดังนั้นสนามแม่เหล็กจึงพุ่งเข้าหาผู้สังเกตด้วย ภายในขดลวด ขดลวด หรือโซลินอยด์ เส้นของสนามแม่เหล็กเป็นเส้นตรง มีทิศทางและค่าสัมบูรณ์ตรงกับเวกเตอร์ แม่เหล็ก การเหนี่ยวนำ.

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์

คุณสามารถใช้เหล็กไขจุกแบบธรรมดาเพื่อเปิดขวดได้

การเหนี่ยวนำเกิดขึ้นในตัวนำเมื่อข้ามเส้นแรงสนามถ้าเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก การเหนี่ยวนำมีลักษณะทิศทางที่สามารถกำหนดได้ตามกฎที่กำหนดไว้

คุณจะต้องการ

• - ตัวนำที่มีกระแสในสนามแม่เหล็ก
• - ไขควงหรือสกรู
• - โซลินอยด์ที่มีกระแสในสนามแม่เหล็ก

คำแนะนำ

หากต้องการทราบทิศทางของการเหนี่ยวนำ คุณควรใช้สิ่งใดสิ่งหนึ่งจากสองสิ่ง: กฎวงแหวนหรือกฎมือขวา อย่างแรกคือส่วนใหญ่สำหรับลวดตรงที่มีกระแส กฎมือขวาใช้กับคอยล์หรือโซลินอยด์ที่ขับเคลื่อนด้วยกระแส

หากต้องการทราบทิศทางของการเหนี่ยวนำโดยใช้กฎวงแหวน ให้กำหนดขั้วของเส้นลวด กระแสจะไหลจากบวกเป็นลบเสมอ วางวงแหวนหรือสกรูตามเส้นลวดปัจจุบัน: จมูกของวงแหวนควรมองที่ขั้วลบ และด้ามจับหันไปทางบวก เริ่มหมุนวงแหวนหรือสกรูราวกับว่ากำลังบิดอยู่ การเหนี่ยวนำที่ได้จะมีรูปแบบของวงกลมปิดรอบๆ ลวดที่ป้อนโดยกระแส ทิศทางการเหนี่ยวนำจะตรงกับทิศทางการหมุนของด้ามจับวงแหวนหรือหัวสกรู

กฎมือขวาบอกว่า:
หากคุณเอาคอยล์หรือโซลินอยด์ในฝ่ามือขวาเพื่อให้นิ้วทั้งสี่อยู่ในทิศทางของกระแสไหลในการหมุนนิ้วโป้งที่วางไว้ข้าง ๆ จะระบุทิศทางของการเหนี่ยวนำ

ในการกำหนดทิศทางของการเหนี่ยวนำโดยใช้มือขวา จำเป็นต้องใช้โซลินอยด์หรือขดลวดที่มีกระแสเพื่อให้ฝ่ามืออยู่บนขั้วบวก และสี่นิ้วของมือไปในทิศทางของกระแสในการหมุน: น้อย นิ้วอยู่ใกล้กับเครื่องหมายบวกและนิ้วชี้ไปที่ วางนิ้วหัวแม่มือของคุณไว้ด้านข้าง (ราวกับว่ากำลังแสดงท่าทาง "") ทิศทางของนิ้วโป้งจะบ่งบอกถึงทิศทางของการเหนี่ยวนำ

วิดีโอที่เกี่ยวข้อง

บันทึก

หากทิศทางของกระแสในตัวนำเปลี่ยนไปควรคลายเกลียววงแหวนนั่นคือหมุนทวนเข็มนาฬิกา ทิศทางการเหนี่ยวนำจะตรงกับทิศทางการหมุนของด้ามจับแบบวงแหวนด้วย

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์

คุณสามารถกำหนดทิศทางของการเหนี่ยวนำได้โดยจินตนาการถึงการหมุนของวงแหวนหรือสกรู คุณไม่จำเป็นต้องมีมันอยู่ในมือ

ที่มา:

• การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

ภายใต้เส้นเหนี่ยวนำเข้าใจเส้นแรงของสนามแม่เหล็ก เพื่อให้ได้ข้อมูลเกี่ยวกับสสารประเภทนี้ การรู้ค่าสัมบูรณ์ของการเหนี่ยวนำนั้นไม่เพียงพอ เราต้องรู้ทิศทางของมันด้วย ทิศทางของเส้นเหนี่ยวนำสามารถพบได้โดยใช้เครื่องมือพิเศษหรือใช้กฎ

คุณจะต้องการ

• - ตัวนำแบบตรงและแบบวงกลม
• - แหล่งกระแสตรง
• - แม่เหล็กถาวร.

คำแนะนำ

ต่อตัวนำตรงเข้ากับแหล่งจ่ายไฟ DC ถ้ากระแสไหลผ่าน มันคือสนามแม่เหล็ก เส้นแรงที่เป็นวงกลมศูนย์กลาง กำหนดทิศทางของเส้นแรงโดยใช้กฎ วงแหวนด้านขวาคือสกรูที่เคลื่อนที่ไปข้างหน้าเมื่อหมุนไปทางขวา (ตามเข็มนาฬิกา)

กำหนดทิศทางของกระแสในตัวนำโดยให้กระแสไหลจากขั้วบวกของแหล่งกำเนิดไปยังขั้วลบ จัดตำแหน่งเพลาสกรูขนานกับตัวนำ เริ่มหมุนเพื่อให้แกนเริ่มเคลื่อนที่ไปในทิศทางของกระแส ในกรณีนี้ ทิศทางการหมุนของด้ามจับจะแสดงทิศทางของเส้นสนามแม่เหล็ก

ควบคู่ไปกับแรงแอมแปร์ ปฏิกิริยาคูลอมบ์ สนามแม่เหล็กไฟฟ้า แนวคิดของแรงลอเรนซ์มักพบในฟิสิกส์ ปรากฏการณ์นี้เป็นหนึ่งในพื้นฐานทางวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ควบคู่ไปกับและอื่นๆ มันทำหน้าที่เกี่ยวกับประจุที่เคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก ในบทความนี้ เราจะพิจารณาโดยสังเขปและชัดเจนว่าแรงลอเรนซ์คืออะไรและนำไปใช้ที่ไหน

คำนิยาม

เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่านตัวนำ จะมีสนามแม่เหล็กเกิดขึ้นรอบๆ ในเวลาเดียวกัน หากคุณวางตัวนำในสนามแม่เหล็กตามขวางแล้วเคลื่อนที่ EMF ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าจะเกิดขึ้น ถ้ากระแสไหลผ่านตัวนำที่อยู่ในสนามแม่เหล็ก แรงแอมแปร์จะกระทำกับกระแสนั้น

ค่าของมันขึ้นอยู่กับกระแสไหล ความยาวของตัวนำ ขนาดของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก และไซน์ของมุมระหว่างเส้นสนามแม่เหล็กกับตัวนำ คำนวณโดยสูตร:

แรงที่อยู่ในการพิจารณาค่อนข้างคล้ายกับที่กล่าวไว้ข้างต้น แต่ไม่ได้กระทำกับตัวนำ แต่กับอนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก สูตรดูเหมือนว่า:

สำคัญ!แรงลอเรนซ์ (Fl) กระทำต่ออิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก และแอมแปร์จะกระทำกับตัวนำ

จากสูตรทั้งสองจะเห็นได้ว่าในกรณีแรกและกรณีที่สอง ยิ่งไซน์ของมุมอัลฟาเข้าใกล้ 90 องศามากเท่าใด ผลกระทบที่ Fa หรือ Fl มีต่อตัวนำหรือประจุก็จะยิ่งมากขึ้นตามลำดับ

ดังนั้นแรงลอเรนซ์จึงไม่แสดงลักษณะการเปลี่ยนแปลงของขนาดของความเร็ว แต่อิทธิพลแบบใดที่เกิดขึ้นจากด้านข้างของสนามแม่เหล็กบนอิเล็กตรอนที่มีประจุหรือไอออนบวก เมื่อสัมผัสกับพวกมัน Fl จะไม่ทำงาน ดังนั้นจึงเป็นทิศทางของความเร็วของอนุภาคที่มีประจุที่เปลี่ยนแปลง ไม่ใช่ขนาดของมัน

สำหรับหน่วยวัดแรงลอเรนซ์ เช่นเดียวกับในกรณีของแรงอื่นๆ ในฟิสิกส์ ใช้ปริมาณเท่ากับนิวตัน ส่วนประกอบ:

กองกำลังลอเรนซ์มีทิศทางอย่างไร?

เพื่อกำหนดทิศทางของแรงลอเรนซ์ เช่นเดียวกับแรงแอมแปร์ กฎมือซ้ายก็ใช้ได้ ซึ่งหมายความว่าเพื่อให้เข้าใจว่าค่า Fl ถูกชี้นำที่ใด คุณต้องเปิดฝ่ามือซ้ายเพื่อให้เส้นเหนี่ยวนำแม่เหล็กเข้าสู่มือ และนิ้วทั้งสี่ที่ยื่นออกมาระบุทิศทางของเวกเตอร์ความเร็ว จากนั้นนิ้วโป้งงอเป็นมุมฉากกับฝ่ามือ ระบุทิศทางของแรงลอเรนซ์ ในภาพด้านล่าง คุณจะเห็นวิธีการกำหนดทิศทาง

ความสนใจ!ทิศทางของการกระทำลอเรนเซียนตั้งฉากกับการเคลื่อนที่ของอนุภาคและเส้นของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก

ในกรณีนี้ เพื่อให้แม่นยำยิ่งขึ้น สำหรับอนุภาคที่มีประจุบวกและประจุลบ ทิศทางของนิ้วทั้งสี่ที่ยื่นออกมานั้นมีความสำคัญ กฎมือซ้ายที่อธิบายข้างต้นกำหนดขึ้นสำหรับอนุภาคบวก หากมีประจุลบ เส้นของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไม่ควรมุ่งไปที่ฝ่ามือที่เปิดอยู่ แต่ไปทางด้านหลังและทิศทางของเวกเตอร์ Fl จะตรงกันข้าม

ตอนนี้เราจะบอกอย่างง่าย ๆ ว่าปรากฏการณ์นี้ให้อะไรกับเราและผลกระทบที่แท้จริงที่มีต่อค่าใช้จ่ายเป็นอย่างไร สมมติว่าอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในระนาบตั้งฉากกับทิศทางของเส้นเหนี่ยวนำแม่เหล็ก เราได้กล่าวไปแล้วว่า Fl ไม่ส่งผลต่อความเร็ว แต่เปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ของอนุภาคเท่านั้น จากนั้นแรงลอเรนซ์จะมีผลสู่ศูนย์กลาง สิ่งนี้สะท้อนให้เห็นในรูปด้านล่าง

แอปพลิเคชัน

ในพื้นที่ทั้งหมดที่ใช้แรงลอเรนซ์ พื้นที่ที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งคือการเคลื่อนที่ของอนุภาคในสนามแม่เหล็กโลก หากเราถือว่าโลกของเราเป็นแม่เหล็กขนาดใหญ่ อนุภาคที่อยู่ใกล้กับขั้วแม่เหล็กเหนือจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเป็นเกลียว ด้วยเหตุนี้พวกเขาจึงชนกับอะตอมจากชั้นบรรยากาศด้านบนและเราเห็นแสงเหนือ

อย่างไรก็ตาม ยังมีกรณีอื่นๆ ที่ปรากฏการณ์นี้มีผลบังคับใช้ ตัวอย่างเช่น:

• หลอดรังสีแคโทด ในระบบเบี่ยงเบนแม่เหล็กไฟฟ้า CRT ถูกใช้มานานกว่า 50 ปีในอุปกรณ์ที่หลากหลาย ตั้งแต่ออสซิลโลสโคปที่ง่ายที่สุดไปจนถึงโทรทัศน์ที่มีรูปร่างและขนาดต่างๆ เป็นเรื่องน่าแปลกที่ในเรื่องของการสร้างสีและการทำงานกับกราฟิกนั้น บางคนยังคงใช้จอภาพ CRT อยู่
• เครื่องจักรไฟฟ้า-เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและมอเตอร์ แม้ว่าแรงของแอมแปร์จะมีแนวโน้มมากกว่าที่นี่ แต่ปริมาณเหล่านี้ถือได้ว่าอยู่ติดกัน อย่างไรก็ตามสิ่งเหล่านี้เป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อนในระหว่างการทำงานซึ่งสังเกตอิทธิพลของปรากฏการณ์ทางกายภาพหลายอย่าง
• ในเครื่องเร่งอนุภาคที่มีประจุเพื่อกำหนดวงโคจรและทิศทาง

บทสรุป

เพื่อสรุปและร่างวิทยานิพนธ์หลักสี่ประการของบทความนี้อย่างง่าย:

1. แรงลอเรนซ์กระทำต่ออนุภาคที่มีประจุซึ่งเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก ตามมาจากสูตรหลัก
2. เป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเร็วของอนุภาคที่มีประจุและการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก
3. ไม่ส่งผลต่อความเร็วของอนุภาค
4. ส่งผลต่อทิศทางของอนุภาค

บทบาทของมันค่อนข้างใหญ่ในพื้นที่ "ไฟฟ้า" ผู้เชี่ยวชาญไม่ควรมองข้ามข้อมูลทางทฤษฎีพื้นฐานเกี่ยวกับกฎฟิสิกส์พื้นฐาน ความรู้นี้จะเป็นประโยชน์สำหรับผู้ที่ทำงานด้านวิทยาศาสตร์ การออกแบบ และเพื่อการพัฒนาทั่วไปเท่านั้น

ตอนนี้คุณรู้แล้วว่าแรงลอเรนซ์คืออะไร มีค่าเท่ากับอะไร และมันทำงานอย่างไรกับอนุภาคที่มีประจุ หากคุณมีคำถามใด ๆ ถามพวกเขาในความคิดเห็นด้านล่างบทความ!

วัสดุ

กฎหมายพื้นฐานของพลวัต กฎของนิวตัน - หนึ่ง สอง สาม ทฤษฎีสัมพัทธภาพของกาลิเลโอ กฎความโน้มถ่วงสากล แรงโน้มถ่วง. พลังแห่งความยืดหยุ่น น้ำหนัก. แรงเสียดทาน - พัก เลื่อน กลิ้ง + เสียดสีในของเหลวและก๊าซ

จลนศาสตร์ แนวคิดพื้นฐาน. การเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงสม่ำเสมอ การเคลื่อนไหวที่สม่ำเสมอ การเคลื่อนที่แบบวงกลมสม่ำเสมอ ระบบอ้างอิง วิถีการเคลื่อนที่ การกระจัด เส้นทาง สมการการเคลื่อนที่ ความเร็ว ความเร่ง ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วเชิงเส้นและความเร็วเชิงมุม

กลไกง่ายๆ คันโยก (คันโยกแบบที่หนึ่งและแบบที่สอง) บล็อก (บล็อกคงที่และบล็อกที่เคลื่อนย้ายได้) เครื่องบินเอียง เครื่องอัดไฮดรอลิก กฎทองของกลศาสตร์

กฎการอนุรักษ์ในกลศาสตร์ งานเครื่องกล พลังงาน พลังงาน กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม กฎการอนุรักษ์พลังงาน สมดุลของของแข็ง

การเคลื่อนไหวแบบวงกลม สมการการเคลื่อนที่ในวงกลม ความเร็วเชิงมุม. ปกติ = ความเร่งสู่ศูนย์กลาง ระยะเวลาความถี่ของการไหลเวียน (หมุนเวียน) ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วเชิงเส้นและความเร็วเชิงมุม

การสั่นสะเทือนทางกล การสั่นสะเทือนแบบอิสระและบังคับ การสั่นสะเทือนแบบฮาร์มอนิก การสั่นแบบยืดหยุ่น ลูกตุ้มคณิตศาสตร์ การแปลงพลังงานระหว่างการสั่นสะเทือนฮาร์มอนิก

คลื่นกล ความเร็วและความยาวคลื่น สมการคลื่นการเดินทาง ปรากฏการณ์คลื่น (การเลี้ยวเบน การรบกวน...)

ไฮโดรเมคคานิกส์และแอโรเมคานิกส์. แรงดัน, แรงดันอุทกสถิต. กฎของปาสกาล สมการพื้นฐานของไฮโดรสแตติก เรือสื่อสาร กฎของอาร์คิมิดีส สภาพการเดินเรือ โทร. การไหลของของไหล กฎของเบอร์นูลลี สูตรทอร์ริเชลลี

ฟิสิกส์โมเลกุล บทบัญญัติพื้นฐานของไอซีที แนวคิดและสูตรพื้นฐาน คุณสมบัติของก๊าซในอุดมคติ สมการพื้นฐานของ MKT อุณหภูมิ. สมการสถานะสำหรับก๊าซในอุดมคติ สมการ Mendeleev-Klaiperon กฎของแก๊ส - ไอโซเทอร์ม, ไอโซบาร์, ไอโซคอร์

เลนส์คลื่น ทฤษฎีคลื่นกล้ามเนื้อของแสง คุณสมบัติของคลื่นแสง การกระจายตัวของแสง การรบกวนของแสง หลักการของไฮเกนส์-เฟรสเนล การเลี้ยวเบนของแสง โพลาไรซ์แสง

อุณหพลศาสตร์ กำลังภายใน. งาน. ปริมาณความร้อน ปรากฏการณ์ความร้อน กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ การประยุกต์กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์กับกระบวนการต่างๆ สมการสมดุลความร้อน กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ เครื่องยนต์ทำความร้อน

ไฟฟ้าสถิต แนวคิดพื้นฐาน. ค่าไฟฟ้า. กฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า กฎของคูลอมบ์ หลักการทับซ้อน ทฤษฎีการกระทำระยะใกล้ ศักย์สนามไฟฟ้า ตัวเก็บประจุ

กระแสไฟฟ้าคงที่ กฎของโอห์มสำหรับส่วนวงจร การทำงานและกระแสตรง กฎหมายจูล-เลนซ์ กฎของโอห์มสำหรับวงจรที่สมบูรณ์ กฎอิเล็กโทรไลซิสของฟาราเดย์ วงจรไฟฟ้า - การเชื่อมต่อแบบอนุกรมและแบบขนาน กฎของเคิร์ชฮอฟฟ์

การสั่นสะเทือนทางแม่เหล็กไฟฟ้า การสั่นของแม่เหล็กไฟฟ้าแบบอิสระและแบบบังคับ วงจรออสซิลเลเตอร์ ไฟฟ้ากระแสสลับ. ตัวเก็บประจุในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ตัวเหนี่ยวนำ ("โซลินอยด์") ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า. แนวคิดของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คุณสมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ปรากฏการณ์คลื่น

คุณอยู่ที่นี่ตอนนี้:สนามแม่เหล็ก เวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก กฎของกิมเล็ต กฎของแอมแปร์และแรงของแอมแปร์ แรงลอเรนซ์ กฎมือซ้าย การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า, ฟลักซ์แม่เหล็ก, กฎของเลนซ์, กฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า, การเหนี่ยวนำตนเอง, พลังงานสนามแม่เหล็ก

ฟิสิกส์ควอนตัม สมมติฐานของพลังค์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก สมการของไอน์สไตน์ โฟตอน ควอนตัมของบอร์

องค์ประกอบของทฤษฎีสัมพัทธภาพ สมมุติฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพ สัมพัทธภาพความพร้อมกัน ระยะทาง ช่วงเวลา กฎสัมพัทธภาพของการบวกความเร็ว การพึ่งพามวลกับความเร็ว กฎพื้นฐานของพลวัตเชิงสัมพัทธ...

ข้อผิดพลาดของการวัดโดยตรงและโดยอ้อม ข้อผิดพลาดสัมพัทธ์แน่นอน ข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบและสุ่ม ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (ข้อผิดพลาด) ตารางกำหนดข้อผิดพลาดของการวัดทางอ้อมของฟังก์ชันต่างๆ

เพาเวอร์แอมป์ทำหน้าที่ในส่วนของตัวนำที่มีความยาว Δ lกับปัจจุบัน ฉันอยู่ในสนามแม่เหล็ก บี,

นิพจน์ของแรงแอมแปร์สามารถเขียนได้ดังนี้:

พลังนี้เรียกว่า ลอเรนซ์ ฟอร์ซ . มุม α ในนิพจน์นี้เท่ากับมุมระหว่างความเร็วกับ เวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กทิศทางของแรงลอเรนซ์ที่กระทำต่ออนุภาคที่มีประจุบวกและทิศทางของแรงแอมแปร์สามารถหาได้จาก กฎมือซ้ายหรือโดย กฎของกิมเล็ต. การจัดเรียงร่วมกันของเวกเตอร์ และสำหรับอนุภาคที่มีประจุบวกจะแสดงในรูปที่ 1.18.1.

รูปที่ 1.18.1 การจัดเรียงร่วมกันของเวกเตอร์ และโมดูลแรงลอเรนซ์มีค่าเท่ากับพื้นที่ของสี่เหลี่ยมด้านขนานที่สร้างขึ้นบนเวกเตอร์และคูณด้วยประจุ q

แรงลอเรนซ์ตั้งฉากกับเวกเตอร์และ

เมื่ออนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก แรงลอเรนซ์จะไม่ทำงานดังนั้นโมดูลัสของเวกเตอร์ความเร็วจึงไม่เปลี่ยนแปลงเมื่ออนุภาคเคลื่อนที่

หากอนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอภายใต้การกระทำของแรงลอเรนซ์ และความเร็วของอนุภาคนั้นอยู่ในระนาบตั้งฉากกับเวกเตอร์ อนุภาคก็จะเคลื่อนที่ไปตามวงกลมรัศมี

คาบของการปฏิวัติของอนุภาคในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอคือ

เรียกว่า ความถี่ไซโคลตรอน . ความถี่ไซโคลตรอนไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเร็ว (และด้วยเหตุนี้จึงขึ้นอยู่กับพลังงานจลน์ด้วย) ของอนุภาคด้วย ข้อเท็จจริงนี้ใช้ใน ไซโคลตรอน – เครื่องเร่งอนุภาคหนัก (โปรตอน, ไอออน). แผนผังของไซโคลตรอนแสดงในรูปที่ 1.18.3.

ห้องสุญญากาศถูกวางไว้ระหว่างขั้วของแม่เหล็กไฟฟ้าแรงสูงซึ่งมีอิเล็กโทรดสองขั้วในรูปของโลหะครึ่งถังกลวง ( ดีส ). ใช้แรงดันไฟฟ้าสลับกับตัวดี ที่มีความถี่เท่ากับความถี่ไซโคลตรอน. อนุภาคที่มีประจุจะถูกฉีดเข้าไปในศูนย์กลางของห้องสุญญากาศ อนุภาคจะถูกเร่งด้วยสนามไฟฟ้าในช่องว่างระหว่างตัวดี ภายในตัวดี อนุภาคจะเคลื่อนที่ภายใต้การกระทำของแรงลอเรนซ์ตามแนวครึ่งวงกลม ซึ่งรัศมีจะเพิ่มขึ้นเมื่อพลังงานของอนุภาคเพิ่มขึ้น ทุกครั้งที่อนุภาคผ่านช่องว่างระหว่างตัวดีมันจะถูกเร่งด้วยสนามไฟฟ้า ดังนั้น ในไซโคลตรอน เช่นเดียวกับในเครื่องเร่งความเร็วอื่นๆ อนุภาคที่มีประจุจะถูกเร่งด้วยสนามไฟฟ้า และคงอยู่บนวิถีโคจรด้วยสนามแม่เหล็ก ไซโคลตรอนทำให้สามารถเร่งโปรตอนให้เป็นพลังงานที่ 20 MeV

สนามแม่เหล็กที่สม่ำเสมอถูกใช้ในอุปกรณ์จำนวนมากและโดยเฉพาะอย่างยิ่งใน แมสสเปกโตรมิเตอร์ - อุปกรณ์ที่คุณสามารถวัดมวลของอนุภาคที่มีประจุ - ไอออนหรือนิวเคลียสของอะตอมต่างๆ ใช้แมสสเปกโตรมิเตอร์เพื่อแยก ไอโซโทปนั่นคือนิวเคลียสของอะตอมที่มีประจุเท่ากันแต่มีมวลต่างกัน (เช่น 20 Ne และ 22 Ne) แมสสเปกโตรมิเตอร์ที่ง่ายที่สุดแสดงในรูปที่ 1.18.4. ไอออนที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิด ส, ลอดผ่านรูเล็กๆ หลายรูที่สร้างลำแสงแคบๆ จากนั้นพวกเขาก็เข้าสู่ ตัวเลือกความเร็ว ที่อนุภาคเคลื่อนเข้ามา ข้ามสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ. สนามไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นระหว่างเพลตของตัวเก็บประจุแบบแบน สนามแม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้นในช่องว่างระหว่างขั้วของแม่เหล็กไฟฟ้า ความเร็วเริ่มต้นของอนุภาคที่มีประจุตั้งฉากกับเวกเตอร์และ

อนุภาคที่เคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กแบบไขว้อยู่ภายใต้แรงไฟฟ้าและ แรงแม่เหล็กลอเรนซ์. บนเงื่อนไข อี = υ บีกองกำลังเหล่านี้สร้างสมดุลให้กันและกัน หากตรงตามเงื่อนไขนี้ อนุภาคจะเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอและเป็นเส้นตรง และเมื่อบินผ่านตัวเก็บประจุก็จะผ่านรูในหน้าจอ สำหรับค่าที่กำหนดของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก ตัวเลือกจะเลือกอนุภาคที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว υ = อี / บี.

ถัดไป อนุภาคที่มีความเร็วเท่ากันจะเข้าสู่ห้องแมสสเปกโตรมิเตอร์ซึ่งมีการสร้างสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอขึ้นอนุภาคเคลื่อนที่ในห้องนี้ในระนาบตั้งฉากกับสนามแม่เหล็กภายใต้การกระทำของแรงลอเรนซ์ วิถีของอนุภาคเป็นวงกลมรัศมี R = มυ / คิวบี". โดยการวัดรัศมีของวิถีสำหรับค่าที่ทราบของ υ และ ข"ความสัมพันธ์สามารถกำหนดได้ q / ม. ในกรณีของไอโซโทป ( q 1 = q 2) แมสสเปกโตรมิเตอร์ช่วยให้คุณสามารถแยกอนุภาคที่มีมวลต่างกันได้

แมสสเปกโตรมิเตอร์สมัยใหม่ทำให้สามารถวัดมวลของอนุภาคที่มีประจุได้อย่างแม่นยำดีกว่า 10–4

หากความเร็วของอนุภาคมีองค์ประกอบตามทิศทางของสนามแม่เหล็ก อนุภาคดังกล่าวจะเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กที่สม่ำเสมอเป็นเกลียว ในกรณีนี้รัศมีของเกลียว Rขึ้นอยู่กับโมดูลัสของส่วนประกอบ υ ┴ ของเวกเตอร์ตั้งฉากกับสนามแม่เหล็กและระยะพิทช์ของเกลียว พี– บนโมดูลัสของส่วนประกอบตามยาว υ || (รูปที่ 1.18.5)

ดังนั้นวิถีโคจรของอนุภาคที่มีประจุดังที่เป็นอยู่นั้นจึงหมุนไปรอบ ๆ เส้นของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ปรากฏการณ์นี้ใช้ในเทคโนโลยีสำหรับ ฉนวนกันความร้อนแม่เหล็กของพลาสม่าอุณหภูมิสูงนั่นคือก๊าซที่แตกตัวเป็นไอออนอย่างสมบูรณ์ที่อุณหภูมิประมาณ 10 6 K สารในสถานะนี้จะได้รับในการติดตั้งประเภท "Tokamak" เมื่อศึกษาปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์แบบควบคุม พลาสมาต้องไม่สัมผัสกับผนังห้อง ฉนวนกันความร้อนทำได้โดยการสร้างสนามแม่เหล็กที่มีการกำหนดค่าพิเศษ ตัวอย่างเช่นในรูปที่ 1.18.6 แสดงวิถีของอนุภาคที่มีประจุใน ขวดแม่เหล็ก(หรือ ติดกับดัก ).

ปรากฏการณ์คล้ายคลึงกันเกิดขึ้นในสนามแม่เหล็กของโลก ซึ่งเป็นเครื่องป้องกันสิ่งมีชีวิตทั้งหมดจากกระแสของอนุภาคที่มีประจุจากนอกโลก อนุภาคที่มีประจุเร็วจากอวกาศ (ส่วนใหญ่มาจากดวงอาทิตย์) จะถูก "ดักจับ" โดยสนามแม่เหล็กของโลกและก่อตัวขึ้นที่เรียกว่า สายพานรังสี (รูปที่ 1.18.7) ซึ่งอนุภาคเช่นเดียวกับในกับดักแม่เหล็กจะเคลื่อนที่ไปมาตามวิถีโคจรระหว่างขั้วแม่เหล็กเหนือและใต้ในช่วงเวลาของลำดับเศษส่วนของวินาที เฉพาะในบริเวณขั้วโลกเท่านั้นที่อนุภาคบางส่วนบุกเข้าสู่บรรยากาศชั้นบนทำให้เกิดแสงออโรร่า แถบการแผ่รังสีของโลกขยายจากระยะทาง 500 กม. เป็นรัศมีของโลกหลายสิบเส้น ควรจำไว้ว่าขั้วแม่เหล็กใต้ของโลกตั้งอยู่ใกล้ขั้วโลกเหนือทางภูมิศาสตร์ (ทางตะวันตกเฉียงเหนือของกรีนแลนด์) ยังไม่มีการศึกษาธรรมชาติของสนามแม่เหล็กโลก

คำถามทดสอบ

1. อธิบายการทดลองของ Oersted และ Ampère

2. สนามแม่เหล็กมาจากอะไร?

3. สมมติฐานของ Ampère ที่อธิบายการมีอยู่ของสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรคืออะไร

4. อะไรคือความแตกต่างพื้นฐานระหว่างสนามแม่เหล็กกับสนามแม่เหล็ก?

5. กำหนดนิยามของเวกเตอร์เหนี่ยวนำแม่เหล็ก

6. ทำไมสนามแม่เหล็กถึงเรียกว่ากระแสน้ำวน?

7. กำหนดกฎหมาย:

ก) แอมแปร์;

ข) ไบโอ-สาวิต-ลาปลาซ.

8. ค่าสัมบูรณ์ของเวกเตอร์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กของสนามกระแสตรงคืออะไร?

9. กำหนดคำจำกัดความของหน่วยความแรงกระแส (แอมแปร์) ในระบบหน่วยสากล

10. เขียนสูตรที่แสดงค่า:

A) โมดูลของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก

B) กองกำลังของแอมแปร์

B) กองกำลังลอเรนซ์;

D) ระยะเวลาของการปฏิวัติของอนุภาคในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ

E) รัศมีความโค้งของวงกลมเมื่ออนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก

ทดสอบการควบคุมตนเอง

สิ่งที่สังเกตเห็นในการทดลองของ Oersted?

1) ปฏิกิริยาระหว่างตัวนำคู่ขนานกับกระแส

2) ปฏิกิริยาของเข็มแม่เหล็กสองอัน

3) การหมุนของเข็มแม่เหล็กใกล้กับตัวนำเมื่อกระแสไหลผ่าน

4) ลักษณะของกระแสไฟฟ้าในขดลวดเมื่อแม่เหล็กถูกผลักเข้าไป

ตัวนำคู่ขนานสองตัวมีปฏิสัมพันธ์อย่างไรหากกระแสไหลผ่านในทิศทางเดียวกัน?

ถูกดึงดูด;

ขับไล่;

แรงและโมเมนต์ของแรงมีค่าเท่ากับศูนย์

แรงเป็นศูนย์ แต่แรงบิดไม่เป็นศูนย์

สูตรใดกำหนดนิพจน์สำหรับโมดูลัสแรงแอมแปร์

สูตรใดกำหนดนิพจน์สำหรับโมดูลัสแรงลอเรนซ์

ข)

ที่)

ช)

0.6 นิวตัน; 2) 1 น; 3) 1.4 ยังไม่มีข้อความ; 4) 2.4 น.

1) 0.5 ตัน; 2) 1 ที; 3) 2 ที; 4) 0.8 ตัน .

อิเล็กตรอนที่มีความเร็ว V บินเข้าไปในสนามแม่เหล็กที่มีโมดูลัสการเหนี่ยวนำ B ตั้งฉากกับเส้นแม่เหล็ก นิพจน์ใดสอดคล้องกับรัศมีการโคจรของอิเล็กตรอน

คำตอบ: 1)
2)

4)

8. ระยะเวลาของการปฏิวัติของอนุภาคที่มีประจุในไซโคลตรอนจะเปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น 2 เท่า? (วี<< c).

1) จะเพิ่มขึ้น 2 เท่า; 2) จะเพิ่มขึ้น 2 เท่า;

3) เพิ่มขึ้น 16 เท่า; 4) จะไม่เปลี่ยนแปลง

9. สูตรใดกำหนดโมดูลัสการเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นในศูนย์กลางของกระแสวงกลมที่มีรัศมีวงกลม R?

1)
2)
3)
4)

10. กระแสในขดลวดคือ ฉัน. สูตรใดกำหนดโมดูลัสของการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กที่อยู่ตรงกลางของขดลวดที่มีความยาว l ด้วยจำนวนรอบ N ?

1)
2)
3)
4)

ห้องปฏิบัติการเลขที่

การหาองค์ประกอบแนวนอนของการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กโลก

ทฤษฎีสั้น ๆ สำหรับงานห้องปฏิบัติการ

สนามแม่เหล็กเป็นวัสดุที่ส่งผ่านปฏิสัมพันธ์ที่เรียกว่าแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กเป็นหนึ่งในปรากฏการณ์ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

แหล่งที่มาของสนามแม่เหล็กคือการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้า ตัวนำกระแสไฟฟ้า และสนามไฟฟ้ากระแสสลับ สร้างโดยประจุเคลื่อนที่ (กระแส) ในทางกลับกันสนามแม่เหล็กจะทำหน้าที่เฉพาะกับประจุที่เคลื่อนที่ (กระแส) ในขณะที่มันไม่มีผลต่อประจุที่อยู่กับที่

ลักษณะสำคัญของสนามแม่เหล็กคือเวกเตอร์เหนี่ยวนำแม่เหล็ก :

โมดูลัสของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กมีค่าเท่ากับแรงสูงสุดที่กระทำจากด้านข้างของสนามแม่เหล็กบนตัวนำที่มีความยาวหน่วย ซึ่งกระแสความแรงของหน่วยไหลผ่าน เวกเตอร์ สร้างสามเท่าด้านขวาด้วยเวกเตอร์แรงและทิศทางกระแส ดังนั้นการเหนี่ยวนำแม่เหล็กจึงเป็นลักษณะกำลังของสนามแม่เหล็ก

หน่วย SI ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กคือเทสลา (T)

เส้นแรงของสนามแม่เหล็กเรียกว่า เส้นจินตภาพ ซึ่งแต่ละจุดที่แทนเจนต์ตรงกับทิศทางของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก เส้นสนามแม่เหล็กจะปิดเสมอ ไม่ตัดกัน

กฎของแอมแปร์กำหนดแรงกระทำของสนามแม่เหล็กบนตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้า

ถ้าอยู่ในสนามแม่เหล็กที่มีการเหนี่ยวนำ วางตัวนำที่มีกระแสไหลผ่าน จากนั้นบนแต่ละองค์ประกอบที่กำกับด้วยกระแสไฟ ตัวนำ แรง Ampère กระทำ กำหนดโดยความสัมพันธ์

.

ทิศทางของแรงแอมแปร์ตรงกับทิศทางของผลิตภัณฑ์กากบาท
, เหล่านั้น. มันตั้งฉากกับระนาบที่เวกเตอร์อยู่ และ (รูปที่ 1).

ข้าว. 1. เพื่อกำหนดทิศทางของแรงแอมแปร์

ถ้า ตั้งฉาก , จากนั้นทิศทางของแรงแอมแปร์สามารถกำหนดได้โดยกฎของมือซ้าย: ชี้นิ้วสี่นิ้วไปตามกระแส วางฝ่ามือในแนวตั้งฉากกับเส้นแรง จากนั้นนิ้วโป้งจะแสดงทิศทางของแรงแอมแปร์ กฎของแอมแปร์เป็นพื้นฐานสำหรับคำจำกัดความของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก นั่นคือ ความสัมพันธ์ (1) ตามมาจากสูตร (2) เขียนในรูปแบบสเกลาร์

แรงลอเรนซ์คือแรงที่สนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระทำต่ออนุภาคที่มีประจุซึ่งเคลื่อนที่ในสนามนี้ สูตรแรงลอเรนซ์ได้รับครั้งแรกโดยจี. ลอเรนซ์อันเป็นผลมาจากการสรุปประสบการณ์และมีรูปแบบดังนี้:

.

ที่ไหน
คือ แรงที่กระทำต่ออนุภาคที่มีประจุในสนามไฟฟ้าที่มีความเข้ม ;
– แรงที่กระทำต่ออนุภาคที่มีประจุในสนามแม่เหล็ก

สูตรสำหรับส่วนประกอบแม่เหล็กของแรงลอเรนซ์สามารถหาได้จากกฎของแอมแปร์ เนื่องจากกระแสไฟฟ้าเป็นการเคลื่อนที่แบบมีคำสั่ง หากสนามแม่เหล็กไม่ทำปฏิกิริยากับประจุที่เคลื่อนที่ มันจะไม่มีผลกระทบต่อตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ส่วนประกอบแม่เหล็กของแรงลอเรนซ์ได้มาจาก:

.

แรงนี้ตั้งฉากกับระนาบซึ่งเวกเตอร์ความเร็วอยู่ และการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก ; ทิศทางตรงกับทิศทางของผลิตภัณฑ์เวกเตอร์
สำหรับ q > 0 และมีทิศทาง
สำหรับ q>0 (รูปที่ 2).

ข้าว. 2. เพื่อกำหนดทิศทางของส่วนประกอบแม่เหล็กของแรงลอเรนซ์

ถ้าเวกเตอร์ ตั้งฉากกับเวกเตอร์ จากนั้นทิศทางของส่วนประกอบแม่เหล็กของแรงลอเรนซ์สำหรับอนุภาคที่มีประจุบวกสามารถหาได้จากกฎมือซ้าย และสำหรับอนุภาคที่มีประจุลบโดยกฎมือขวา เนื่องจากองค์ประกอบแม่เหล็กของแรงลอเรนซ์มักจะตั้งฉากกับความเร็วเสมอ จึงไม่ทำการเคลื่อนย้ายอนุภาค มันเปลี่ยนทิศทางของความเร็วได้เท่านั้น , โค้งวิถีของอนุภาคเช่น ทำหน้าที่เป็นแรงสู่ศูนย์กลาง

กฎหมาย Biot-Savart-Laplace ใช้ในการคำนวณสนามแม่เหล็ก (คำจำกัดความ ) สร้างโดยตัวนำที่มีกระแส

ตามกฎของ Biot-Savart-Laplace องค์ประกอบแต่ละองค์ประกอบที่กำกับโดยกระแสของตัวนำ สร้างขึ้น ณ จุดที่ห่างไกล จากองค์ประกอบนี้สนามแม่เหล็กการเหนี่ยวนำจะถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์:

.

ที่ไหน
H/m คือค่าคงที่แม่เหล็ก µ คือ การซึมผ่านของแม่เหล็กของตัวกลาง

ข้าว. 3. ถึงกฎหมาย Biot-Savart-Laplace

ทิศทาง
ตรงกับทิศทางของผลิตภัณฑ์เวกเตอร์
, เช่น.
ตั้งฉากกับระนาบที่เวกเตอร์นอนอยู่ และ . พร้อมกัน
เป็นเส้นสัมผัสของเส้นสนามซึ่งทิศทางที่กำหนดได้โดยกฎวงแหวน: หากการเคลื่อนที่เชิงแปลของปลายด้ามปืนชี้ไปตามกระแส ทิศทางการหมุนของด้ามจับจะเป็นตัวกำหนดทิศทางของ เส้นสนามแม่เหล็ก (รูปที่ 3)

ในการหาสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยตัวนำทั้งหมด คุณต้องใช้หลักการซ้อนทับกันของสนาม:

.

ตัวอย่างเช่น ลองคำนวณการเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่จุดศูนย์กลางของกระแสวงกลม (รูปที่ 4)

ข้าว. 4. การคำนวณสนามที่อยู่ตรงกลางของกระแสวงกลม

สำหรับกระแสวงกลม
และ
ดังนั้นความสัมพันธ์ (5) ในรูปแบบสเกลาร์จึงมีรูปแบบ:

กฎของกระแสเต็ม (ทฤษฎีบทของการไหลเวียนของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก) เป็นกฎอีกข้อหนึ่งในการคำนวณสนามแม่เหล็ก

กฎกระแสรวมของสนามแม่เหล็กในสุญญากาศมีรูปแบบดังนี้

.

ที่ไหน บี l – การฉายภาพ บนองค์ประกอบตัวนำ กำกับโดยกระแส

การไหลเวียนของเวกเตอร์เหนี่ยวนำแม่เหล็กตามวงจรปิดใด ๆ เท่ากับผลคูณของค่าคงที่แม่เหล็กและผลรวมเชิงพีชคณิตของกระแสที่ครอบคลุมโดยวงจรนี้

ทฤษฎีบท Ostrogradsky-Gauss สำหรับสนามแม่เหล็กมีดังนี้:

.

ที่ไหน บี น – ฉายภาพเวกเตอร์ เป็นปกติ ไปที่เว็บไซต์ dS.

ฟลักซ์ของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กผ่านพื้นผิวปิดโดยพลการมีค่าเท่ากับศูนย์

ธรรมชาติของสนามแม่เหล็กตามมาจากสูตร (9), (10)

เงื่อนไขสำหรับศักยภาพของสนามไฟฟ้าคือความเท่าเทียมกันเป็นศูนย์ของการไหลเวียนของเวกเตอร์ความเข้ม
.

สนามไฟฟ้าที่อาจเกิดขึ้นเกิดจากประจุไฟฟ้าที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ ฟิลด์ฟิลด์จะไม่ถูกปิด พวกเขาเริ่มต้นด้วยประจุบวกและจบลงด้วยประจุลบ

จากสูตร (9) เราจะเห็นว่าในสนามแม่เหล็ก การหมุนเวียนของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไม่เป็นศูนย์ ดังนั้น สนามแม่เหล็กจึงไม่มีศักย์ไฟฟ้า

จากความสัมพันธ์ (10) พบว่าไม่มีประจุแม่เหล็กที่สร้างสนามแม่เหล็กที่อาจเกิดขึ้นได้ (ในไฟฟ้าสถิต ทฤษฎีบทที่คล้ายคลึงกันทำให้เกิดรูปแบบ
.

เส้นแรงแม่เหล็กเข้าใกล้ตัวมันเอง สนามดังกล่าวเรียกว่าสนามกระแสน้ำวน ดังนั้นสนามแม่เหล็กจึงเป็นสนามกระแสน้ำวน ทิศทางของเส้นสนามถูกกำหนดโดยกฎวงแหวน ในตัวนำไฟฟ้าที่ยาวเป็นเส้นตรงเป็นเส้นตรงที่มีกระแสเป็นเส้นตรง เส้นแรงจะมีรูปวงกลมที่มีศูนย์กลางศูนย์กลางปกคลุมตัวนำ (รูปที่ 3)