aCţiunea CÂmpului magnetiC asupra sarCinilor eleCtriCe în mişCare.

 aCţiunea CÂmpului magnetiC asupra sarCinilor eleCtriCe în mişCare.
 Forţa lorentz Câmpul magnetic acţionează asupra conducto rului parcurs de curent cu forţa electromagnetică Fm = IlB sin α (1.3). Curentul electric reprezintă mișca rea ordonată a particulelor încărcate (a sarcinilor electrice). Evident, forţa electromagnetică ce acţio nea ză asupra conductorului parcurs de curent este rezultanta forţelor exercitate asupra tuturor parti culelor încărcate ce se mișcă ordonat în porţiunea respectivă a conductorului. Să exprimăm intensitatea curentului electric din conductor prin caracteristicile purtătorilor de sarcină ce se mișcă ordonat cu viteza  prin el. Considerăm porţiunea de conductor de lungime l și aria secţiunii trans versale S (fig. 1.7). Notăm cu n concentra ţia purtă torilor de sarcină și cu q0 valoarea sarcinii electrice a unuia din ei. Atunci numărul de purtă tori din porţiu nea luată N = nV = nlS, iar sarcina electrică totală a lor q = q0N = q0nlS. Purtătorii de sarcină parcurg lungimea porţiunii în
Fig. 1.6 a) b)
Fig. 1.7 l q0S
10
timpul t = l υ și transportă sarci na q prin secţiunea transversală a conduc torului. Intensitatea curentului electric în acesta este I =  = q0nυS. (1.4) Substituind (1.4) în (1.3), ob ţinem Fm = q0υnSlB sin α. Introducând N = nSl, obţinem Fm = q0 υNB sin α. Forţa ce acţionează asupra unei particule din partea câmpului mag netic în care se mişcă, numită forţa Lorentz, este  FL = Fm N = q0υB sin α. (1.5) În formula (1.3) unghiul α este unghiul dintre sensul curentului elec tric și vectorul inducţiei magnetice . În cazul în care sarcina electrică a purtătorilor este pozitivă, sensul curentului coincide cu sensul vitezei  a sarcinilor. Prin urmare, în cazul sarcinilor pozitive, unghiul α este unghiul format de vectorii  și . Forţa electromagnetică m este perpen diculară pe direcţia conductorului și pe vectorul . Deci forţa Lorentz este per pen di culară pe ambii vectori:  și . Sensul forţei ce acţionează asupra particulei încăr cate cu sarcină pozi tivă poate fi ușor determinat aplicându-se regula mâinii stângi: Aşezăm palma astfel încât liniile de inducţie magnetică să intre în palmă, iar cele patru degete întinse să fie orientate în sensul vectorului vitezei. Atunci degetul mare, poziţionat lateral sub un unghi drept faţă de cele lalte în planul palmei, indică sensul forţei Lorentz (fig. 1.8, a). Dacă însă sarcina electrică a particulei este nega tivă, sensul forţei Lorentz poate fi determinat în baza aceleiași reguli pe două căi: așezăm palma ca și în cazul sarcinii pozitive și considerăm sensul forţei opus celui indicat de degetul mare (fig. 1.8, b) sau orientăm degetele întinse în sens contrar vitezei și considerăm drept sens al forţei cel indicat de degetul mare (fig. 1.8, c). Forţa Lorentz permanent este perpendiculară pe viteza particulei încărcate, deci și pe direcţia depla sării ei. Prin urmare, lucrul mecanic al ei este nul. Din mecanică se știe că variaţia energiei cinetice a particulei este egală cu lucrul forţelor ce acţionează asupra ei. În cazul de faţă, lucrul este nul și variaţia energiei cinetice este nulă. Energia cinetică, deci și modulul vitezei particulei încărcate ce se mișcă în câmp magnetic, nu variază, ci rămân constante. Câm pul magnetic nu modifică valoarea vitezei particulei, dar influenţează numai direcţia ei. Adică mişcarea sarcinii electrice în câmp magnetic este o mişcare uniformă.