Question

Чому провідник зі струмом в магнітному полі рухаєтьцься поступально , а рамка обертається

Answer 1

На рамку діє пара сил, що створює обертаючий момент. На прямолінійний провідник діє одна сила (сила АМПЕРА) , яка прагне просто перемістити провідник.

Answer 2

Провідник зі струмом в магнітному полі рухається поступально, оскільки на нього діє сила Лоренца.

Сила Лоренца - це сила, яка діє на заряджену частинку, що рухається в магнітному полі. Вона виникає через взаємодію магнітного поля з рухомими зарядженими частинками провідника. Сила Лоренца може бути обчислена за формулою F = qvBsin(θ), де F - сила, q - заряд частинки, v - швидкість руху частинки, B - індукція магнітного поля, θ - кут між векторами швидкості та магнітної індукції.

У випадку провідника зі струмом, заряджені частинки рухаються в одному напрямку (напрямку струму) під дією електричної сили. Коли такий провідник знаходиться в магнітному полі, сила Лоренца діє на рухомі заряджені частинки, що виникає внаслідок взаємодії магнітного поля з рухомими зарядженими частинками. Ця сила направлена перпендикулярно до напрямку руху заряджених частинок і до напрямку магнітного поля.

Якщо провідник знаходиться в однорідному магнітному полі і заряджені частинки рухаються паралельно до ліній магнітного поля, то сила Лоренца направлена перпендикулярно до провідника і магнітного поля. Це призводить до поступального руху провідника в напрямку, перпендикулярному до напрямку магнітного поля і напрямку струму.

Натомість, рамка, що містить провідник зі струмом, обертається через взаємодію сил Лоренца з магнітним полем. Коли рамка знаходиться в магнітному полі, сила Лоренца діє на кожен зі сторін рамки, що має рухомі заряджені частинки. Ці сили викликають момент сили, який приводить до обертання рамки. Якщо рамка рухається у відповідності з правилом правої руки, то напрям моменту сили буде таким, що рамка обертається в одному напрямку.

Таким чином, провідник зі струмом рухається поступально під дією сил Лоренца, оскільки сила направлена перпендикулярно до напрямку магнітного поля і напрямку струму. Рамка, що містить провідник зі струмом, обертається через взаємодію сил Лоренца з магнітним полем, оскільки сили Лоренца викликають момент сили, що приводить до обертання рамки.