עמוד:306

פרק - 16 Fig I B F B α תיל נושא זרם שכיוונו בזווית לקווי השדה המגנטי במקרה שבו התיל נושא הזרם ממוקם בשדה המגנטי בזווית שאינה בכיוון קווי השדה, ניזכר בתכונות שהכרנו בפרק 16 ) שעסק בכוח לורנץ הפועל על חלקיק טעון ( ונרחיב אותן : על מטענים שמהירותם מקבילה לקווי השדה לא פועל כוח מגנטי . • ⇐ על תיל נושא זרם שכיוונו מקביל לקווי השדה לא פועל כוח מגנטי . כאשר הזווית a שבין כיוון השדה המגנטי לבין כיוון המהירות ) כיוון הזרם ( שונה • מ - ° 90 , גודל הכוח המגנטי הפועל על המטען נמצא ביחס ישר לסינוס הזווית , ) F∝ sin ( a . הכוח המגנטי הגדול ביותר מתקבל על מטענים שמהירותם ניצבת לקווי השדה . • ⇐ הכוח המגנטי הגדול ביותר מתקבל על תיל נושא זרם שכיוונו ניצב לקווי השדה . ניתן לסכם זאת בקשר הבא : F = I ∙ L ∙ B ∙ sin a , כלומר : גודל הכוח המגנטי תלוי בעוצמת הזרם, באורך התיל וברכיב השדה המגנטי הניצב לזרם . 17 Fig XY Q R L I A m m M P מאזני זרם : מדידת עוצמת השדה המגנטי לעתים נדרש לדעת את עוצמת השדה המגנטי בקרבת תיל ישר, מגנט או בקרבת סליל הנושא זרם בשדה מגנטי . לצורך זה נוח למדוד את הכוח הפועל על התיל נושא הזרם וממנו להסיק לגבי השדה . אחד המתקנים הפשוטים למטרה זו נקרא " מאזני זרם " והוא משמש למדידת עוצמת שדה מגנטי אחיד השורר בין קטביו של מגנט פרסה . המערכת מורכבת מתיל מוליך המחובר בטור עם מד - זרם ונגד משתנה אל מקור מתח, כמתואר בתרשים . חלק התיל שאורכו L הוא אופקי ונמצא בתוך שדה מגנטי אופקי שנוצר על ידי מגנט פרסה . נניח שאיננו יודעים את קוטביות המגנט ונסמן את קטביו ב - X , Y . המגנט מונח על כף אחת של המאזניים ) המסומנת Q ( . על כף המאזניים השנייה ) המסומנת P ( מונחת מסה M המאזנת את הכף עם המגנט כאשר לא זורם זרם בתיל . כאשר יזרום זרם בתיל, כף המאזניים Q תנוע למעלה או למטה, בהתאם לכיוון הזרם . נזרים זרם בכיוון שיגרום לכך שכף המאזניים Q תרד כלפי מטה . נאזן ירידה זו על ידי הוספת משקולות שמסת כל אחת מהן היא m לכף P . הסבר ומציאת כיוון השדה המגנטי : כאשר זורם זרם בתיל שממוקם בניצב לשדה המגנטי, פועל עליו כוח מגנטי ) שמפעיל עליו המגנט ( . בהתאם לחוק השלישי של ניוטון, התיל מפעיל על המגנט כוח בכיוון הפוך . במקרה שלפנינו, מכיוון שכף המאזניים יורדת למטה − סימן שפועל על המגנט כוח נוסף מלבד כוח הכבידה, זהו הכוח המגנטי שמפעיל עליו התיל בכיוון מטה . מכאן שעל התיל פועל כוח מגנטי כלפי מעלה . 306 פרק 17 יישומי כוח לורנץ

מטח : המרכז לטכנולוגיה חינוכית


לצפייה מיטבית ורציפה בכותר