Lorentz indarra

14. A)Higitzen ari den karga puntual baten gainean

Eremu elektriko batean karga bat kokatuz gero, indar elektriko bat agertzen da partikula kargatu horren gainean.

Eremu magnetiko batean, berriz, ez da gauza bera gertatzen. Esperimentalki froga daiteke eremu magnetiko baten barruan geldirik dagoen karga bat kokatzen badugu bere gainean ez dela inongo indarrik azaltzen. Karga higitzen bada, aldiz, kargaren norabidean aldaketa garbi azaltzen da, beraz, Newtonen bigarren legean oinarriturik, partikula horren gainean indar batek eragiten duela ondorioztatu egin behar da.

Indar magnetiko horren propietateak hauek dira:

-Abiadura eremuaren paraleloa denean indarra nulua da eta perpendikularrak badira indarra maximoa da.

-Kargaren balioa “q”-ren, abiaduraren eta eremuaren intentsitatearen zuzenki proportzionala da.

-Abiadurarekiko eta eremuaren intentsitatearekiko perpendikularra da.

 Indarrari Lorentz-en legea deritzogu eta adierazpen honen bidez defini daiteke:

Lorentzen indarraren ezaugarriak ondokoak dira:

-MODULUA: F=q.V.B.Sinα  α angelua v eta B bektoreek osatzen dutena izanik.

-NORRABIDEA: partikulen abiadura eta indukzio agnetikoak osatzen duten planoarekiko perpendikularra da beti.

-NORANZKOA: torlojuaren erregelaren araberakoa: v-tik eta B-ra biderik laburrenetik biratzean torlojuaren higiduraren noranzkoa.

Hortaz, q karga positibo bat eremu magnetiko uniforme batean sartzen bada eremuarekiko perpendikularna den abiaduraz, Lorentz-en indarrak higidura zirkular uniformea burutzera behartuko du. Zirkunferentziaren R erradioa B indukzio magnetikoarekin eta kargaren v abiadurarekin erlaziona dezakegu Kargari eragiten dion indar zentripetua eremuak eginiko Lorentz-en indarra da:

Adierazpenean ikusten denez, ibilbidearen erradioa, partikularen masa eta abiadurarekiko zuzenki proportzionala da eta bere kargarekiko eta eremu magnetikoaren alderantziz proportzionala. Biraketaren norantza kargaren zeinuaren araberakoa izango da.

B)Korronte elektrikoaren eroale lineal baten gainean

 Korronte elementu bat higitzen ari diren kargen multzoa da. Elementu hori eremu magnetiko baten barruan dagoenean indar bat jasaten du, eremu magnetikoak korrontea osatzen duten kargei egindako Lorentz-en indar guztien erresultantea da indar hori. Bere adierazpena hauxe da:

Non korroentearen intentsitatea eta l erolaearen luzera diren.

Indarraren modulua: F=I.L.B. Sinα

Norabidea: eremuarekiko eta hariarekiko perpendikularra

Noranzkoa: torlojuaren arauaren araberakoa.

15. Korronte elektrikoen arteko indarren zergatia

Badakigu mugitzen ari den karga batek eremu magnetiko bat sortzen duela, kargaren balioaren, abiaduraren eta distantziaren menpekoa dena (Biot-Savart-en legea). Korronte elektriko batek ere eremu magnetiko bat sortzen du, korrrontea higitzen ar diren karga elektrikoen multzoa baita.

Bestetik, eremu magnetiko batek, higitzen ari den beste karga baten gainean indar jakin bat eragiten du, Fm Lorentzen indarra:

Eremu magnetikoaren barruan korronte elementu bat dagoenean, eremuak indar magnetikoa eragiten dio korronteari, higitzen ari diren karga multzoa baita korronte hori.

Korronte paraleloen edo antiparaleloen arteko indarrak

Noranzko bereko bi korronte daudenean erakarpen indarrak sortzen dira, eta aurkako noranzko bi korronte daudenean, aldiz, aldarapen indarrak.

Demagun bi hari eroale, paralelo eta infinitu dauzkagula, d distantziara jarrita (ondoko irudietan adierazten den bezala):

1.Korronteak eremu magnetiko hay sortzen du bigarrena dagoen tokian:

B1-ek 2, eroalearen gainean F12 indarra eragiten du, B1 bigarren eroalearekiko perpendikularra denez, indarrarenn modulua honko hau da:

Modu berean, 2.Korronteak eremu magnetiko bat sortzen du lehenengoa dgoen lekuan eta, ondorioz, 1.Eroalearen gainean indar batek erabiten du, F21 . F21- ren modulia eta norabidea F12-ren berdinak dira, baina bere noranzkoa aurkakoa da akzio-erreakzio indrrak direlako. Eroaleak luzera-unitateko jasaten duten indarra kalkulatzeko, aurreko adierazpenean F/l egite baino ez dago eta hauxe da:

Amperearen definizioa

Amperea korronte-intentsitatearen unitatea da ean. Amperea definitzeko korronteen arteko indarra erabilitzen da.

Aurreko ekuazioan, (1) ekuazioan, intentsitate biak (I1 eta I2) 1 Amperekoak badira, korronteen arteko distantzia (d) 1 metrokoa eta luzera ere (l) 1 metrokoa, korronteen arteko indarra 2.10-7 N da eta, hortaz, amperearen definizioa hauxe da: hutsean eta metro bateko distantziara dauden bi eroale zuzen paralelo eta mugagabetatik zirkulatzen ari den korronte-intentsitatea ampere batekoa da baldin eta luzera-metro bakoitzeko erakarpen edo aldarapen indarna 2.10-7 N-koa bada.