עמוד:305

כוח מגנטי על תיל בפרקים הקודמים הכרנו את השדה המגנטי שנוצר בקרבת מגנטים ובקרבת תילים נושאי זרם . כמו כן, הכרנו את הכוח הפועל על חלקיק טעון המצוי בתנועה ) כוח לורנץ ( ויישומיים שונים של כוח זה . בפרק זה נעסוק בכוח שמפעיל שדה מגנטי על תיל נושא זרם , כלומר על רצף של אלקטרונים בתנועה . בתרשים א מוצג שדה מגנטי ובו תיל שדרכו זורם זרם, כלומר אלקטרונים בתנועה . על כל אחד מהאלקטרונים פועל כוח לורנץ . נזכיר ש הכיוון המוסכם של הזרם הוא בכיוון ההפוך לתנועת האלקטרונים ! כיוון הכוח נקבע על פי כלל היד הימנית, כפי שראינו בפרק 16 ) עבור חלקיק חיובי ( : L v - F B - v F v - F B I Fig 14 v B F v B F F = q v B + על התיל פועל כוח שהוא שקול הכוחות הפועלים על כל אחד מהאלקטרונים . כדי לחשב כוח שקול זה נתבונן בקטע תיל שאורכו L שבו נעים חלקיקים שמטענם q במהירות ממוצעת v ) תרשים ב ( . נניח שברגע נתון יש בקטע התיל הזה n חלקיקים . הכוח השקול הפועל עליהם גדול פי n מכוח לורנץ הפועל על חלקיק בודד, כלומר : . הזמן t Δ שנדרש לכל החלקיקים האלה כדי לעבור דרך חתך של המוליך הוא , כלומר מהירותם הממוצעת היא . נציב זאת בביטוי של כוח לורנץ : . הביטוי מתאר את כמות המטען שעוברת דרך חתך של המוליך ביחידת זמן , כלומר זוהי עוצמת Iםרזה ) כאשר החלקיקים הם אלקטרונים, q = e ( , ולכן נקבל את הביטוי עבור הכוח המופעל על התיל : . כיוון הכוח שפועל על התיל נקבע אף הוא על פי כלל היד הימנית, כאשר האגודל מייצג הפעם את כיוון הזרם ) במקום את מהירות החלקיק הבודד ( . תרשים בתרשים א 305 פרק 17 יישומי כוח לורנץ

מטח : המרכז לטכנולוגיה חינוכית


לצפייה מיטבית ורציפה בכותר