Siła elektrodynamiczna

Skoro na cząstkę obdarzoną ładunkiem elektrycznym poruszającą się w polu elektrycznym działa siła Lorentza, to spodziewamy się, że na przewód, przez który płynie prąd umieszczony w polu magnetycznym również będzie działać pewna siła. I tak rzeczywiście jest.

Siła elektrodynamiczna (magnetyczna) – jest to siła, z jaką pole magnetyczne działa na przewód elektryczny, w którym płynie prąd elektryczny.

Wzór na siłę elektrodynamiczną:

$\vec{F}=I\vec{l}\times\vec{B}$

gdzie:

F - wartość siły elektrodynamicznej,
I - natężenie prądu elektrycznego,
l - wartość wektora równoległego do przewodu o zwrocie zgodnym z kierunkiem prądu i o długości równej długości przewodnika,
B - wartość indukcji magnetycznej.

Z własności iloczynu wektorowego wynika, że:

$F=BIlsin\alpha$

gdzie:

α - miara kąta między wektorem l i wektorem indukcji magnetycznej B.

Do określania kierunku siły elektrodynamicznej można wykorzystać regułę śruby prawoskrętnej albo regułę lewej dłoni.

Jeżeli przewodnik ustawimy w kierunku zgodnym z kierunkiem linii pola magnetycznego, siła elektrodynamiczna nie powstanie.

Jednostką siły elektrodynamicznej jest niuton (1 N).

Oddziaływanie na siebie przewodników z prądem

Każdy przewodnik z prądem jest źródłem pola magnetycznego. Wiemy też, że na przewodnik z prądem w polu magnetycznym działa siła elektrodynamiczna. Zatem gdy tylko zbliżymy do siebie dwa przewodniki z prądem, powinny na siebie oddziaływać wzajemnie siłami elektrodynamicznymi.

Dwa równoległe przewodniki z prądem płynącym w tym samym kierunku przyciągają się.

Dwa równoległe przewodniki z prądem płynącym w przeciwnym kierunku odpychają się.

siła elektrodynamiczna

Dwa nieskończenie długie przewodniki z prądem przyciągają się siłą elektrodynamiczną, wyrażoną wzorem:

$F=\frac{\mu_0I_1I_2l}{2\pi r}$

gdzie:

I₁, I₂ - natężenia prądu w przewodach 1 i 2,
l - element przewodu o długości l, na który działa siła elektrodynamiczna F,
r -odległość między przewodami,
µ₀- przenikalność magnetyczna próżni.

Siła Lorentza

Siła Lorentza jest to siła, która działa na naładowaną cząstkę w ruchu w zewnętrznym polu magnetycznym.