השדה האלקטרומגנטי - חלק א

סיכום

בחלק זה למדנו שתופעת המגנטיות אינה מוגבלת לעופרות ברזל בלבד, אלא ניתן להשיגה גם בעזרת זרם חשמל. למדנו כיצד לחשב את כיוון השדה המגנטי במקרה זה ואת עוצמתו. הגדרנו את הכוח המגנטי המופעל על חלקיק טעון ככוח לורנץ וראינו כיצד ניתן לנצלו במכשירים שונים.

נסכם בנקודות את אשר למדנו בחלק זה:

• מטען חשמלי נע (זרם חשמל) יוצר סביבו שדה מגנטי. השדה החשמלי והשדה המגנטי מהווים יחד את השדה האלקטרומגנטי

• כלל הבורג למציאת כיוון השדה המגנטי: הקשר בין כיוון השדה המגנטי לכיוון הזרם החשמלי שיוצר אותו הוא כקשר שבין כיוון תנועת סיבוב הבורג לכיוון תנועתו קדימה

• כלל יד ימין למציאת כיוון השדה המגנטי: הקשר בין כיוון השדה המגנטי לכיוון הזרם החשמלי שיוצר אותו הוא כקשר שבין כיוון תנועת האצבעות לכיוון האגודל המורם (כשיד ימין מסמנת מחווה חיובית)

• השדה המגנטי הוא ווקטורי וכדי לסכם כוחות מגנטיים יש לבצע ביניהם חיבור ווקטורי

• כפי שהשדה החשמלי מוגדר על-ידי הכוח החשמלי הפועל על יחידת מטען חשמלית אחת, כך גם השדה המגנטי מוגדר על-ידי הכוח המגנטי הפועל על יחידת מטען חשמלי אחת הנעה ביחידת מהירות אחת. כלומר, השדה המגנטי שווה לכוח המגנטי כשהוא מחולק בכמות המטען החשמלי הנע ובמהירות תנועתו

B = F / (q v)

• כוח לורנץ: כאשר חלקיק טעון חשמלית q הנע במהירות v נכנס לתוך שדה מגנטי B מופעל עליו כוח F שתמיד ניצב לכיוון תנועתו

F = q (v x B) = q v B sinα

• כלל יד ימין (אקדח של "FBI"): נרים מעלה את בוהן כף יד ימין ונצביע קדימה עם האצבע בניצב לה (כתנועת חיקוי אקדח). את האמה (האצבע האמצעית) נפנה לכיוון צד שמאל כשהיא בניצב לשתי האצבעות האחרות. את האצבעות נסמן מהאחרונה לראשונה שהזכרנו באותיות F – עבור כיוון הכוח, B – עבור כיוון השדה המגנטי ו- I עבור כיוון התנועה של המטען/הזרם החשמלי.

• כוח לורנץ כשהוא פועל על חלקיק בודד הוא כוח צנטריפטאלי המקנה לחלקיק תנועה מעגלית במישור תנועתו לפי המשוואה

R = m v /(q B sinα)

• כוח לורנץ הפועל על תיל מוליך זרם חשמלי

F = B I L sinα

בחלק הבא נלמד על שיטות לחישוב השדה המגנטי בקרבת תילים שונים מוליכי זרם חשמלי.

[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 ]