השדה האלקטרומגנטי - חלק א

כוח לורנץ הפועל על תיל נושא זרם

בפרקים הקודמים למדנו כי השדה המגנטי B מפעיל כוח מגנטי F על מטען חשמלי q הנע בו במהירות v. לפני שעברנו לנסח את הקשר שבין הגדלים שלעיל הזכרנו בקצרה את הניסוי של הנס ארסטד, שהוכיח קודם את קיומו של הקשר בין השדה המגנטי B, הכוח המגנטי F והזרם החשמלי I הזורם בתיל.

בפרק זה נחליף את המטען החשמלי q הנע במהירות v בזרם חשמלי I הזורם במוליך שאורכו L.

כפי שראינו, כוח לורנץ מוגדר כ-

F = q v B sinα

נשתמש בהגדרת הזרם החשמלי כדי לבצע את ההחלפה הדרושה,

I = q / Δt

I = q / (L / v)

I = q v / L

נחלץ מהמשוואה שלעיל את הביטוי q v ונחליף אותו במשוואת כוח לורנץ. נקבל,

F = B I L sinα

B – השדה המגנטי, ביחידות של טסלה T
I – הזרם החשמלי, ביחידות של אמפר A
L – אורך התיל, ביחידות של מטר m
F – כוח לורנץ, ביחידות של ניוטון N

זהו הכוח המגנטי F אשר יופעל על תיל באורך L הנמצא בתוך שדה מגנטי B, כשזורם דרכו זרם חשמלי I.

לפי כלל יד ימין ("אקדח FBI") נמצא את כיוון ווקטור הכוח, שהוא תמיד ניצב למישור הנפרס על-ידי ווקטור כיוון הזרם החשמלי יחד עם ווקטור כיוון השדה המגנטי.

[לפרק הקודם | לפרק הבא]

[ עמוד ראשי - מגנטיות | השדה האלקטרומגנטי (חלק א) : מבוא | כיוון השדה המגנטי | השדה המגנטי כגודל ווקטורי | עוצמת השדה המגנטי | כוח לורנץ | כוח לורנץ הפועל על חלקיק טעון | כוח לורנץ ושימושיו על חלקיק טעון | כוח לורנץ הפועל על תיל נושא זרם | סיכום ]