Механика, молекулярная физика и термодинамика, электричество и магнетизм

I q t e t N iN i N      1 . Этот элементарный ток, как любой другой, создает в окружающем пространстве магнитное поле. Магнитное поле реального элемента тока ( Idl ) является суммой этих элементарных полей. Для элемента тока можно применить формулу Лапласа и определить напряженность его магнитного поля: dH Idl r  sin   4 2 . (2.3) Проводник с током мысленно представим в виде трубки, внутри которой движутся электрические заряды e (рис.2.10). Число наших зарядов в единицу объема обозначим через n , а среднюю скорость их направленного движения в трубке - через v . Тогда ток I будет: I jS nevS   , а элемент тока Idl Idl nevSdl nSdl ev evN     , (2.4) где N - полное число движущихся зарядов в элементе тока. Подставив (2.4) в (2.3), получим : dH evN r  sin   4 2 , а для напряженности магнитного поля одного движущегося заряда получим: H dH N ev r e   sin   4 2 . Направление вектора  H e перпендикулярно плоскости, проходящей через векторы  v и  r , ориентация определяется по общим правилам. ДВИЖЕНИЕ ОТДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА В МАГНИТНОМ ПОЛЕ На элемент тока Idl в магнитном поле действует сила Ампера dF IdlB  sin  , где Idl evN  . Отсюда сила, действующая на отдельный заряд e , движущийся со средней скоростью v в магнитном поле B , будет: f evB  sin  . Эту силу называют силой Лоренца. Она направлена перпендикулярно к плоскости, определяемой векторами  v и  B . Анализируя процесс вывода формулы для силы Лоренца, можно сделать вывод, что сила Ампера dF равна сумме сил Лоренца: dF f i i N     1 . Величина лоренцевой силы зависит от угла  между векторами  v и  B . Отсюда следует, что магнитное поле не действует на заряженную частицу в двух случаях: если v  0 , т.е. частица неподвижна, и если sin   0 , т.е. v H , когда частица движется вдоль линий магнитного поля (линий магнитной индукции). В остальных случаях частица испытывает силу со стороны магнитного поля и получает некоторое ускорение  W : S   I d l l H M r Р и с . 2 . 1 0 .