ЭЛЕКТРОСПЕЦ
ЭЛЕКТРОСПЕЦ

Электромагнитная сила

а) Прямолинейный провод в магнитном поле
Силовое воздействие магнитного поля на проводники с током широко используется в электродвигателях и некоторых электромагнитных механизмах.
В предыдущем параграфе установлено, что электромагнитная сила, действующая на проводник с током, расположенный в магнитном поле перпендикулярно его направлению, определяется по формуле (3-1).
Если проводник расположен не перпендикулярно полю, а под некоторым углом а к направлению поля, то электромагнитная сила будет зависеть еще от синуса угла α, т. е.

Направление электромагнитной силы определяется по правилу левой руки : если ладонь левой руки (рис. 3-4) расположена так, что вектор магнитной индукции входит в нее, вытянутые четыре пальца совпадают с направлением тoкa, то отогнутый под прямым углом большой палец руки указывает направление электромагнитной силы.

Прямолинейный провод длиной l с током I расположен в однородном магнитном поле в плоскости, перпендикулярной полю (рис. 3-5). Если этот провод под действием электромагнитной силы переместится параллельно самому себе в указанной плоскости на расстояние b, то он «пересечет» магнитный поток Φ = BS = BIb. При этом электромагнитной силой будет совершена механическая работа

Таким образом, механическая работа, совершенная за счет энергии источника питания силами взаимодействия поля и тока при перемещении провода, равна произведению тока и магнитного потока, пересеченного проводом.

б) Контур в магнитном поле
Стороны прямоугольной катушки — рамки с током (рис. 3-6), расположенные перпендикулярно плоскости рисунка, находятся в однородном поле. Электромагнитные силы F создают вращающий момент. Под действием этого момента рамка стремится занять положение, при котором эти силы взаимно уравновесятся (рис. 3-7), при этом рамка будет пронизываться наибольшим магнитным потоком. Из сказанного следует, что контур с током, расположенный в магнитном поле, под действием электромагнитных - сил стремится занять положение, в котором магнитный поток, пронизывающий контур, будет наибольшим.

в) Электрон, движущийся в магнитном поле
Электромагнитная сила, действующая на провод с током длиной l  (рис. 3-1),

Эту силу можно рассматривать как сумму сил, действующих на свободные электроны провода, направленное движение которых представляет собой ток.
Число свободных электронов в проводе длиной l обозначим N; ; тогда сила, действующая на электрон,

Обозначив суммарный заряд свободных электронов Q = Ne и среднюю скорость движения их
v = l/t
,

получим выражение электромагнитной силы, действующей на электрон, движущийся перпендикулярно полю,

Направление этой силы (рис. 3-8) определяется по правилу левой руки, но четыре вытянутые пальца левой руки должны быть направлены встречно, движению электронов.