Сила Лоренца. Формула, определение

Сила Лоренца. Формула, определение

Сила Лоренца представляет собой силу, действующую на заряженную частицу, которая движется в магнитном поле. Поскольку электрический ток это упорядоченное движения заряженных частиц то рассмотрим воздействие электрического поля на проводник с током.

Сила Лоренца имеет вид:

   

  Fл = q·V·B·sina
 Формула 1 — Сила Лоренца

 

где q— величина заряда движущегося во внешнем магнитном поле
 V— Модуль скорости движущегося заряда
B— Модуль вектора индукции внешнего магнитного поля
a— представляет собой угол между вектором скорости заряда и вектором магнитной индукции.

Сила Лоренца
Рисунок 1 — Проводник с током во внешнем электрическом поле

Также важно понимать, что сила Лоренца действует перпендикулярно скорости движения заряда. Следовательно, она не совершает работы по перемещению заряда. Она не изменяет величину скорости и кинетическую энергию заряда. Сила Лоренца всего лишь искривляет траекторию движения заряженной частицы.

Сила Лоренца
Рисунок 2 — Траектория движения заряженной частицы

Так как сила Лоренца направлена перпендикулярно векторам магнитной индукции и скорости перемещения то ее направление определяется с помощью правела левой руки. С помощью этого правела, также определяется направления силы Ампера.    Поскольку сила Лоренца находится в зависимости от модулей магнитной индукции и скорости перемещения. А также она перпендикулярна вектору скорости. То эта сила определяет центростремительное ускорение частицы. Которая движется по окружности радиусом r

r=mV/B|q|
Формула 2  — Радиус окружности движения заряда

Но не стоит забывать и о поступательном движении частицы. Таки образом суммируя поступательное и вращательное движение частицы, получается, что заряд движется по винтовой траектории.
Если направление движения заряда совпадает с направлением магнитного поля, то сила Лоренца будет равна нулю. А если угол между ними будет равен 90 градусов, то сила будет максимальна.