Сила Лоренца. Так как электрический ток представляет направленное движение заряженных частиц, то, зная силу, действующую на проводник с током
Рис. 4.12
|
Так как электрический ток представляет направленное движение заряженных частиц, то, зная силу, действующую на проводник с током, можно определить силу, действующую со стороны магнитного поля на движущийся заряд. Выделим элемент проводника длиной 
и поперечным сечением S (рис. 4.12). При силе тока I в единицу времени через сечение проводника пройдут все заряды, которые находятся на расстоянии, равном скорости движения зарядов, от данного сечения. Следовательно, по определению силы тока 
, где n – концентрация частиц.
Сила, действующая на элемент тока длиной , равна 
. Эта сила представляет собой сумму сил, действующих на все 
зарядов в выделенном элементе проводника. В рассматриваемом случае все эти силы параллельны друг другу, поэтому сила, действующая на один заряд, будет равна
,
где a – угол между направлением скорости заряда 
и вектором магнитной индукции 
. Эта сила называется магнитной составляющей силы Лоренца. Если вектор перпендикулярен , то магнитная составляющая силы Лоренца равна
.
Направление силы Лоренца определяется для положительных зарядов по правилу левой руки: если магнитные силовые линии входят в ладонь, а четыре выпрямленных пальца показывают направление скорости заряженной частицы, то отогнутый большой палец показывает направление силы Лоренца, действующей на заряд.
Сила Лоренца всегда перпендикулярна к скорости, поэтому работы не совершает, а это означает, что в постоянном магнитном поле энергия движущейся частицы остается неизменной.