დაჯექი, დაყავი მოლეკულები ატომებად,
ავიწყდება, რომ მინდვრებში კარტოფილი იშლება.
ვ.ვისოცკი
როგორ აღვწეროთ გრავიტაციული ურთიერთქმედება გრავიტაციული ველის გამოყენებით? როგორ აღვწეროთ ელექტრული ურთიერთქმედება ელექტრული ველის გამოყენებით? რატომ შეიძლება ჩაითვალოს ელექტრული და მაგნიტური ურთიერთქმედებები ერთი ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების ორ კომპონენტად?
გაკვეთილი-ლექცია
გრავიტაციის ველი. თქვენი ფიზიკის კურსზე თქვენ შეისწავლეთ უნივერსალური მიზიდულობის კანონი, რომლის მიხედვითაც ყველა სხეული იზიდავს ერთმანეთს ძალით, რომელიც პროპორციულია მათი მასების ნამრავლისა და უკუპროპორციული მათ შორის მანძილის კვადრატისა.
განვიხილოთ მზის სისტემის რომელიმე სხეული და აღვნიშნოთ მისი მასა m-ით. უნივერსალური მიზიდულობის კანონის შესაბამისად, მზის სისტემის ყველა სხვა სხეული მოქმედებს ამ სხეულზე და მთლიანი გრავიტაციული ძალა, რომელსაც F-ით ვნიშნავთ, უდრის ყველა ამ ძალის ვექტორულ ჯამს. ვინაიდან თითოეული ძალა პროპორციულია m მასის, მთლიანი ძალა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს სახით. ვექტორული სიდიდე დამოკიდებულია მზის სისტემის სხვა სხეულებამდე დაშორებაზე, ანუ ჩვენ მიერ არჩეული სხეულის კოორდინატებზე. წინა აბზაცში მოცემული განმარტებიდან გამომდინარეობს, რომ რაოდენობა G არის ველი. ამ ველს აქვს სახელი გრავიტაციული ველი.
კაზიმირ მალევიჩი. შავი კვადრატი
გამოთქვით თქვენი გამოცნობა, რატომ ახლავს მალევიჩის ნახატის ეს რეპროდუქცია აბზაცის ტექსტს.
დედამიწის ზედაპირთან ახლოს, სხეულზე, როგორიც თქვენ ხართ, დედამიწის მიერ მოქმედი ძალა ბევრად აღემატება ყველა სხვა გრავიტაციულ ძალას. ეს არის მიზიდულობის ძალა, რომელსაც იცნობთ. ვინაიდან მიზიდულობის ძალა დაკავშირებულია სხეულის მასასთან F g = მგ მიმართებით, მაშინ G დედამიწის ზედაპირთან ახლოს არის უბრალოდ სიმძიმის აჩქარება.
ვინაიდან G-ის მნიშვნელობა არ არის დამოკიდებული ჩვენს მიერ არჩეული სხეულის მასაზე ან რომელიმე სხვა პარამეტრზე, აშკარაა, რომ თუ სხვა სხეულს ვათავსებთ სივრცის იმავე წერტილში, მაშინ მასზე მოქმედი ძალა იგივე იქნება განსაზღვრული. მნიშვნელობა და გამრავლებული მასით ახალი სხეული. ამრიგად, მზის სისტემის ყველა სხეულის გრავიტაციული ძალების მოქმედება გარკვეულ საცდელ სხეულზე შეიძლება შეფასდეს, როგორც გრავიტაციული ველის მოქმედება ამ საცდელ სხეულზე. სიტყვა "ცდა" ნიშნავს, რომ ეს სხეული შეიძლება არ არსებობდეს, ველი სივრცის მოცემულ წერტილში ჯერ კიდევ არსებობს და არ არის დამოკიდებული ამ სხეულის არსებობაზე. ტესტის სხეული უბრალოდ ემსახურება ამ ველის გაზომვის საშუალებას მასზე მოქმედი მთლიანი გრავიტაციული ძალის გაზომვით.
სავსებით აშკარაა, რომ ჩვენს დისკუსიებში არ შეგვიძლია შემოვიფარგლოთ მზის სისტემით და განვიხილოთ სხეულების ნებისმიერი სისტემა, რაც არ უნდა დიდი იყოს.
სხეულების გარკვეული სისტემის მიერ შექმნილი და საცდელ სხეულზე მოქმედი მიზიდულობის ძალა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც ყველა სხეულის მიერ (გამოსაცდელი სხეულის გარდა) შექმნილი გრავიტაციული ველის მოქმედება საცდელ სხეულზე.
ელექტრომაგნიტური ველი. ელექტრული ძალები ძალიან ჰგავს გრავიტაციულ ძალებს, მხოლოდ ისინი მოქმედებენ დამუხტულ ნაწილაკებს შორის და მსგავსი დამუხტული ნაწილაკებისთვის ეს არის მომგერიებელი ძალები, ხოლო განსხვავებით დამუხტული ნაწილაკებისთვის ისინი მიმზიდველი ძალებია. უნივერსალური მიზიდულობის კანონის მსგავსი კანონია კულონის კანონი. მისი მიხედვით, ორ დამუხტულ სხეულს შორის მოქმედი ძალა მუხტების ნამრავლის პროპორციულია და სხეულებს შორის მანძილის კვადრატის უკუპროპორციულია.
კულონის კანონისა და უნივერსალური მიზიდულობის კანონის ანალოგიის გამო, რაც ითქვა გრავიტაციულ ძალებზე, შეიძლება განმეორდეს ელექტრული ძალებისთვის და დამუხტული სხეულების გარკვეული სისტემიდან საცდელ მუხტზე მოქმედი ძალა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს F e სახით. = qE რაოდენობა E ახასიათებს თქვენთვის ნაცნობ ელექტრული ველის და ეწოდება ელექტრული ველის სიძლიერე. გრავიტაციული ველის შესახებ დასკვნა შეიძლება თითქმის სიტყვასიტყვით განმეორდეს ელექტრული ველისთვის.
დამუხტულ სხეულებს (ან უბრალოდ მუხტებს) შორის ურთიერთქმედება, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ძალიან ჰგავს ნებისმიერ სხეულს შორის არსებულ გრავიტაციულ ურთიერთქმედებას. თუმცა, არის ერთი ძალიან მნიშვნელოვანი განსხვავება. გრავიტაციული ძალები არ არის დამოკიდებული იმაზე, სხეულები მოძრაობენ თუ სტაციონარული. მაგრამ მუხტებს შორის ურთიერთქმედების ძალა იცვლება, თუ მუხტები მოძრაობენ. მაგალითად, მოგერიების ძალები მოქმედებს ორ იდენტურ სტაციონალურ მუხტს შორის (ნახ. 12, ა). თუ ეს მუხტები მოძრაობენ, მაშინ ურთიერთქმედების ძალები იცვლება. ელექტრული მოგერიების ძალების გარდა ჩნდება მიზიდულობის ძალები (სურ. 12, ბ).
ბრინჯი. 12. ორი სტაციონარული მუხტის ურთიერთქმედება (a), ორი მოძრავი მუხტის ურთიერთქმედება (ბ)
თქვენ უკვე იცნობთ ამ ძალას თქვენი ფიზიკის კურსიდან. სწორედ ეს ძალა იწვევს ორი პარალელური დენის გამტარის მიზიდულობას. ამ ძალას მაგნიტური ძალა ეწოდება. მართლაც, იდენტური მიმართული დენებით პარალელურ გამტარებლებში, მუხტები მოძრაობენ ისე, როგორც ნახატზეა ნაჩვენები, რაც ნიშნავს, რომ ისინი იზიდავს მაგნიტური ძალით. ძალა, რომელიც მოქმედებს ორ დენის გამტარს შორის, უბრალოდ არის ყველა ძალის ჯამი, რომელიც მოქმედებს მუხტებს შორის.
დამუხტული სხეულების ზოგიერთი სისტემის მიერ შექმნილი ელექტრული ძალა, რომელიც მოქმედებს სატესტო მუხტზე, შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც ყველა დამუხტული სხეულის მიერ შექმნილი ელექტრული ველის მოქმედება (გარდა ტესტისა) სატესტო მუხტზე.
რატომ ქრება ელექტრული ძალა ამ შემთხვევაში? ყველაფერი ძალიან მარტივია. გამტარები შეიცავს როგორც დადებით, ასევე უარყოფით მუხტებს და დადებითი მუხტების რაოდენობა ზუსტად უდრის უარყოფითი მუხტების რაოდენობას. ამიტომ, ზოგადად, ელექტრული ძალები კომპენსირებულია. დენები წარმოიქმნება მხოლოდ უარყოფითი მუხტების გადაადგილების გამო; დირიჟორში დადებითი მუხტები სტაციონარულია. ამიტომ მაგნიტური ძალები არ კომპენსირებულია.
მექანიკური მოძრაობა ყოველთვის ფარდობითია, ანუ სიჩქარე ყოველთვის მოცემულია რომელიმე საცნობარო სისტემასთან შედარებით და იცვლება ერთი საცნობარო სისტემიდან მეორეზე გადასვლისას.
ახლა ყურადღებით დააკვირდით სურათს 12. რა განსხვავებაა a და b ფიგურებს შორის? სურათზე 6, მუხტები მოძრაობს. მაგრამ ეს მოძრაობა მხოლოდ ჩვენს მიერ არჩეულ საცნობარო ჩარჩოშია. ჩვენ შეგვიძლია ავირჩიოთ განსხვავებული მითითების სისტემა, რომელშიც ორივე მუხტი სტაციონარულია. შემდეგ კი მაგნიტური ძალა ქრება. ეს იმაზე მეტყველებს, რომ ელექტრული და მაგნიტური ძალები ერთი და იგივე ბუნების ძალებია.
და მართლაც ასეა. გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ არსებობს ერთი ელექტრომაგნიტური ძალა, მოქმედებს მუხტებს შორის, რაც განსხვავებულად ვლინდება სხვადასხვა საცნობარო სისტემაში. შესაბამისად, შეგვიძლია ვისაუბროთ ერთზე ელექტრომაგნიტური ველი, რომელიც წარმოადგენს ორი ველის ერთობლიობას - ელექტრული და მაგნიტური. სხვადასხვა საცნობარო სისტემაში, ელექტრომაგნიტური ველის ელექტრული და მაგნიტური კომპონენტები შეიძლება გამოვლინდეს სხვადასხვა გზით. კერძოდ, შეიძლება აღმოჩნდეს, რომ რომელიმე საცნობარო ჩარჩოში ქრება ელექტრომაგნიტური ველის ელექტრული ან მაგნიტური კომპონენტი.
მოძრაობის ფარდობითობიდან გამომდინარეობს, რომ ელექტრული ურთიერთქმედება და მაგნიტური ურთიერთქმედება არის ერთი ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების ორი კომპონენტი.
მაგრამ თუ ეს ასეა, მაშინ დასკვნა ელექტრულ ველთან დაკავშირებით შეიძლება განმეორდეს.
ელექტრომაგნიტური ძალა, რომელიც შექმნილია მუხტების გარკვეული სისტემის მიერ და მოქმედებს სატესტო მუხტზე, შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც ყველა მუხტის მიერ შექმნილი ელექტრომაგნიტური ველის მოქმედება (გარდა საცდელი მუხტისა) საცდელ მუხტზე.
ვაკუუმში ან უწყვეტ გარემოში მდებარე სხეულზე მოქმედი მრავალი ძალა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს სხეულზე შესაბამისი ველების მოქმედების შედეგად. ასეთი ძალები მოიცავს, კერძოდ, გრავიტაციულ და ელექტრომაგნიტურ ძალებს.
- რამდენჯერ არის შენზე მოქმედი მიზიდულობის ძალა დედამიწიდან უფრო დიდი ვიდრე მზისგან მოქმედი გრავიტაციული ძალა? (მზის მასა 330 000-ჯერ მეტია დედამიწის მასაზე, ხოლო დედამიწიდან მზემდე მანძილი 150 მილიონი კმ.)
- მაგნიტური ძალა, რომელიც მოქმედებს ორ მუხტს შორის, ისევე როგორც ელექტრული ძალა, პროპორციულია მუხტების ნამრავლის. სად იქნება მიმართული მაგნიტური ძალები, თუ 12, b სურათზე ერთ-ერთი მუხტი ჩანაცვლებულია საპირისპირო ნიშნის მუხტით?
- სად იქნება მიმართული მაგნიტური ძალები 12, ბ სურათზე, თუ ორივე მუხტის სიჩქარე შეიცვალა საპირისპიროდ?
გახსენით მარცხენა ხელის ხელი და გაისწორეთ ყველა თითი. მოხარეთ ცერა თითი 90 გრადუსიანი კუთხით ყველა სხვა თითთან შედარებით, იმავე სიბრტყეში, როგორც ხელისგულში.
წარმოიდგინეთ, რომ ხელისგულის ოთხი თითი, რომლებიც ერთად გიჭირავთ, მიუთითებს დამუხტვის სიჩქარის მიმართულებას, თუ ის დადებითია, ან სიჩქარის საპირისპირო მიმართულებას, თუ მუხტი უარყოფითია.
მაგნიტური ინდუქციის ვექტორი, რომელიც ყოველთვის მიმართულია სიჩქარის პერპენდიკულარულად, ამგვარად შედის ხელისგულში. ახლა შეხედეთ სად არის მიმართული თქვენი ცერა თითი - ეს არის ლორენცის ძალის მიმართულება.
ლორენცის ძალა შეიძლება იყოს ნული და არ ჰქონდეს ვექტორული კომპონენტი. ეს ხდება მაშინ, როდესაც დამუხტული ნაწილაკების ტრაექტორია მაგნიტური ველის ხაზების პარალელურია. ამ შემთხვევაში ნაწილაკს აქვს სწორხაზოვანი ტრაექტორია და მუდმივი სიჩქარე. ლორენცის ძალა არანაირად არ მოქმედებს ნაწილაკების მოძრაობაზე, რადგან ამ შემთხვევაში ის საერთოდ არ არსებობს.
უმარტივეს შემთხვევაში, დამუხტულ ნაწილაკს აქვს მაგნიტური ველის ხაზების პერპენდიკულარული მოძრაობის ტრაექტორია. შემდეგ ლორენცის ძალა ქმნის ცენტრიდანულ აჩქარებას, რაც აიძულებს დამუხტულ ნაწილაკს წრეში გადაადგილდეს.
შენიშვნა
ლორენცის ძალა აღმოაჩინა 1892 წელს ჰოლანდიელმა ფიზიკოსმა ჰენდრიკ ლორენცმა. დღეს იგი საკმაოდ ხშირად გამოიყენება სხვადასხვა ელექტრომოწყობილობებში, რომელთა მოქმედება დამოკიდებულია მოძრავი ელექტრონების ტრაექტორიაზე. მაგალითად, ეს არის კათოდური სხივების მილები ტელევიზორებსა და მონიტორებში. ყველა სახის ამაჩქარებელი, რომელიც აჩქარებს დამუხტულ ნაწილაკებს უზარმაზარ სისწრაფემდე, ლორენცის ძალის გამოყენებით, ადგენს მათი მოძრაობის ორბიტებს.
სასარგებლო რჩევა
ლორენცის ძალის განსაკუთრებული შემთხვევაა ამპერის ძალა. მისი მიმართულება გამოითვლება მარცხენა წესის გამოყენებით.
წყაროები:
- ლორენცის ძალა
- ლორენცის ძალის მარცხენა ხელის წესი
მაგნიტური ველის გავლენა დენის გამტარზე ნიშნავს, რომ მაგნიტური ველი გავლენას ახდენს მოძრავ ელექტრო მუხტებზე. მაგნიტური ველიდან მოძრავ დამუხტულ ნაწილაკზე მოქმედ ძალას ჰოლანდიელი ფიზიკოსის ჰ. ლორენცის პატივსაცემად ლორენცის ძალას უწოდებენ.
ინსტრუქციები
ძალა - ნიშნავს, რომ თქვენ შეგიძლიათ განსაზღვროთ მისი რიცხვითი მნიშვნელობა (მოდული) და მიმართულება (ვექტორი).
ლორენცის ძალის მოდული (Fl) უდრის F ძალის მოდულის შეფარდებას დირიჟორის სიგრძის დენის მქონე F მონაკვეთზე და ამ მონაკვეთზე წესრიგში მოძრავი დამუხტული ნაწილაკების N რიცხვთან. გამტარი: Fl = F/N (1). მარტივი ფიზიკური გარდაქმნების გამო ძალა F შეიძლება წარმოდგენილი იყოს სახით: F= q*n*v*S*l*B*sina (ფორმულა 2), სადაც q არის მოძრავის მუხტი, n არის გამტარის მონაკვეთი, v არის ნაწილაკების სიჩქარე, S არის გამტარის მონაკვეთის განივი ფართობი, l არის გამტარის მონაკვეთის სიგრძე, B არის მაგნიტური ინდუქცია, sina არის სიჩქარის კუთხის სინუსი. და ინდუქციური ვექტორები. და გადააქციეთ მოძრავი ნაწილაკების რაოდენობა ფორმაში: N=n*S*l (ფორმულა 3). ჩაანაცვლეთ ფორმულები 2 და 3 ფორმულაში 1, შეამცირეთ n, S, l მნიშვნელობები, გამოდის ლორენცის ძალისთვის: Fл = q*v*B*sin a. ეს ნიშნავს, რომ ლორენცის ძალის პოვნის მარტივი ამოცანების გადასაჭრელად, დავალების პირობებში განვსაზღვროთ შემდეგი ფიზიკური სიდიდეები: მოძრავი ნაწილაკის მუხტი, მისი სიჩქარე, მაგნიტური ველის ინდუქცია, რომელშიც ნაწილაკი მოძრაობს, და კუთხე შორის. სიჩქარე და ინდუქცია.
პრობლემის გადაჭრამდე დარწმუნდით, რომ ყველა სიდიდე გაზომილია ერთეულებით, რომლებიც შეესაბამება ერთმანეთს ან საერთაშორისო სისტემას. პასუხის მისაღებად ნიუტონებში (N - ძალის ერთეული), მუხტი უნდა გაიზომოს კულონებში (K), სიჩქარე - მეტრებში წამში (მ/წმ), ინდუქცია - ტესლაში (T), სინუს ალფა - არა გაზომვადი. ნომერი.
მაგალითი 1. მაგნიტურ ველში, რომლის ინდუქცია არის 49 mT, დამუხტული ნაწილაკი 1 nC მოძრაობს 1 მ/წმ სიჩქარით. სიჩქარისა და მაგნიტური ინდუქციის ვექტორები ერთმანეთის პერპენდიკულურია.
გამოსავალი. B = 49 mT = 0,049 T, q = 1 nC = 10 ^ (-9) C, v = 1 მ/წმ, sin a = 1, Fl = ?
Fl = q*v*B*sin a = 0,049 T * 10 ^ (-9) C * 1 მ/წ * 1 =49* 10 ^(12).
ლორენცის ძალის მიმართულება განისაზღვრება მარცხენა ხელის წესით. მის გამოსაყენებლად წარმოიდგინეთ ერთმანეთის მიმართ პერპენდიკულარული სამი ვექტორის შემდეგი ურთიერთობა. განათავსეთ მარცხენა ხელი ისე, რომ მაგნიტური ინდუქციის ვექტორი შევიდეს ხელისგულში, ოთხი თითი მიმართულია დადებითი (უარყოფითი მოძრაობის საწინააღმდეგოდ) ნაწილაკების მოძრაობისკენ, შემდეგ ცერი 90 გრადუსით მოხრილი მიუთითებს ლორენცის ძალის მიმართულებაზე (იხ. ფიგურა).
ლორენცის ძალა გამოიყენება მონიტორებისა და ტელევიზორების სატელევიზიო მილებში.
წყაროები:
- G. Ya Myakishev, B.B. ბუხოვცევი. ფიზიკის სახელმძღვანელო. მე-11 კლასი. მოსკოვი. "Განათლება". 2003 წ
- პრობლემების გადაჭრა ლორენცის ძალებზე
დენის ჭეშმარიტი მიმართულება არის მიმართულება, რომლითაც მოძრაობენ დამუხტული ნაწილაკები. ეს, თავის მხრივ, დამოკიდებულია მათი მუხტის ნიშანზე. გარდა ამისა, ტექნიკოსები იყენებენ მუხტის მოძრაობის პირობით მიმართულებას, რომელიც არ არის დამოკიდებული გამტარის თვისებებზე.
ინსტრუქციები
დამუხტული ნაწილაკების მოძრაობის ჭეშმარიტი მიმართულების დასადგენად დაიცავით შემდეგი წესი. წყაროს შიგნით ისინი გამოფრინდებიან საპირისპირო ნიშნით დამუხტული ელექტროდიდან და მიემართებიან ელექტროდისკენ, რომელიც ამ მიზეზით იძენს ნაწილაკების ნიშნით მსგავს მუხტს. გარე წრეში ისინი გამოყვანილია ელექტრული ველით ელექტროდიდან, რომლის მუხტი ემთხვევა ნაწილაკების მუხტს და იზიდავს საპირისპიროდ დამუხტულს.
მეტალში დენის მატარებლები არიან თავისუფალი ელექტრონები, რომლებიც მოძრაობენ კრისტალურ კვანძებს შორის. ვინაიდან ეს ნაწილაკები უარყოფითად არის დამუხტული, ჩათვალეთ, რომ ისინი მოძრაობენ პოზიტიურიდან უარყოფით ელექტროდზე წყაროს შიგნით და უარყოფითიდან პოზიტიურზე გარე წრედში.
არამეტალურ გამტარებში ელექტრონები ასევე ატარებენ მუხტს, მაგრამ მათი მოძრაობის მექანიზმი განსხვავებულია. ელექტრონი ტოვებს ატომს და აქცევს მას დადებით იონად, იწვევს მას წინა ატომის ელექტრონის დაჭერას. იგივე ელექტრონი, რომელიც ტოვებს ატომს, უარყოფითად იონიზებს შემდეგს. პროცესი განუწყვეტლივ მეორდება მანამ, სანამ წრეში არის დენი. დამუხტული ნაწილაკების მოძრაობის მიმართულება ამ შემთხვევაში განიხილება იგივე, რაც წინა შემთხვევაში.
არსებობს ორი სახის ნახევარგამტარები: ელექტრონისა და ხვრელების გამტარობით. პირველში, მატარებლები არიან ელექტრონები და, შესაბამისად, მათში ნაწილაკების მოძრაობის მიმართულება შეიძლება ჩაითვალოს იგივე, რაც ლითონებში და არამეტალურ გამტარებლებში. მეორეში მუხტს ატარებენ ვირტუალური ნაწილაკები – ხვრელები. მარტივად რომ ვთქვათ, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ეს არის ერთგვარი ცარიელი სივრცეები, რომლებშიც ელექტრონები არ არის. ელექტრონების მონაცვლეობით გადაადგილების გამო ხვრელები საპირისპირო მიმართულებით მოძრაობენ. თუ თქვენ დააკავშირებთ ორ ნახევარგამტარს, რომელთაგან ერთს აქვს ელექტრონული, ხოლო მეორეს ხვრელების გამტარობა, ასეთ მოწყობილობას, რომელსაც დიოდს უწოდებენ, ექნება გამასწორებელი თვისებები.
ვაკუუმში მუხტს ატარებენ ელექტრონები, რომლებიც გადადიან გაცხელებული ელექტროდიდან (კათოდიდან) ცივზე (ანოდში). გაითვალისწინეთ, რომ როდესაც დიოდი სწორდება, კათოდი უარყოფითია ანოდთან მიმართებაში, მაგრამ იმ საერთო მავთულთან შედარებით, რომელზედაც დაკავშირებულია ტრანსფორმატორის მეორადი გრაგნილი ტერმინალი ანოდის მოპირდაპირედ, კათოდი დადებითად არის დამუხტული. აქ არანაირი წინააღმდეგობა არ არის, თუ გავითვალისწინებთ ძაბვის ვარდნას ნებისმიერ დიოდზე (როგორც ვაკუუმში, ასევე ნახევარგამტარზე).
აირებში მუხტი გადადის დადებითი იონებით. განვიხილოთ მათში მუხტების მოძრაობის მიმართულება საპირისპირო ლითონებში, არალითონურ მყარ გამტარებლებში, ვაკუუმში, აგრეთვე ელექტრონული გამტარობის ნახევარგამტარებში და მსგავსია მათი მოძრაობის მიმართულების ხვრელების გამტარობის ნახევარგამტარებში. . იონები გაცილებით მძიმეა ვიდრე ელექტრონები, რის გამოც გაზის გამომშვებ მოწყობილობებს აქვთ მაღალი ინერცია. სიმეტრიული ელექტროდების მქონე იონურ მოწყობილობებს არ აქვთ ცალმხრივი გამტარობა, მაგრამ ასიმეტრიული ელექტროდების მქონე მოწყობილობებს აქვთ პოტენციური განსხვავებების გარკვეული დიაპაზონი.
სითხეებში მუხტი ყოველთვის მძიმე იონებითაა გადატანილი. ელექტროლიტის შემადგენლობიდან გამომდინარე, ისინი შეიძლება იყოს უარყოფითი ან დადებითი. პირველ შემთხვევაში, ჩათვალეთ, რომ ისინი ელექტრონების მსგავსად იქცევიან, ხოლო მეორეში, დადებითი იონების მსგავსი აირებში ან ნახევარგამტარებში ხვრელებს.
ელექტრულ წრეში დენის მიმართულების მითითებისას, იმისდა მიუხედავად, თუ სად მოძრაობენ დამუხტული ნაწილაკები, ჩათვალეთ, რომ ისინი მოძრაობენ წყაროში უარყოფითიდან პოზიტიურზე, ხოლო გარე წრეში დადებითიდან უარყოფითზე. მითითებული მიმართულება განიხილება პირობითად და იგი მიღებული იყო ატომის სტრუქტურის აღმოჩენამდე.
წყაროები:
- დენის მიმართულება
უკვე VI საუკუნეში. ძვ.წ. ჩინეთში ცნობილი იყო, რომ ზოგიერთ მადანს აქვს ერთმანეთის მიზიდვის და რკინის საგნების მიზიდვის უნარი. ასეთი მადნების ნაჭრები მცირე აზიის ქალაქ მაგნეზიასთან აღმოაჩინეს, ამიტომ მათ სახელი მიიღეს მაგნიტები.
როგორ ურთიერთქმედებენ მაგნიტები და რკინის ობიექტები? გავიხსენოთ, რატომ იზიდავენ ისინი ელექტრიფიცირებულისხეულები? რადგან მატერიის თავისებური ფორმა წარმოიქმნება ელექტრული მუხტის მახლობლად - ელექტრული ველი. მაგნიტის ირგვლივ არის მატერიის მსგავსი ფორმა, მაგრამ მას აქვს წარმოშობის განსხვავებული ბუნება (ბოლოს და ბოლოს, მადანი ელექტრონულად ნეიტრალურია), მას ე.წ. მაგნიტური ველი.
მაგნიტური ველის შესასწავლად გამოიყენება სწორი ან ცხენისებური მაგნიტები. მაგნიტზე გარკვეულ ადგილებს აქვთ ყველაზე დიდი მიმზიდველი ეფექტი, მათ ე.წ ბოძები(ჩრდილოეთი და სამხრეთი). საპირისპირო მაგნიტური პოლუსები იზიდავს და მაგნიტური პოლუსების მსგავსად მოგერიდება.
მაგნიტური ველის სიძლიერის მახასიათებლებისთვის გამოიყენეთ მაგნიტური ველის ინდუქციის ვექტორი B. მაგნიტური ველი გრაფიკულად არის წარმოდგენილი ძალის ხაზების გამოყენებით ( მაგნიტური ინდუქციის ხაზები). ხაზები დახურულია, არც დასაწყისი აქვს და არც დასასრული. ადგილი, საიდანაც გამოდის მაგნიტური ხაზები, არის ჩრდილოეთ პოლუსი; მაგნიტური ხაზები შედიან სამხრეთ პოლუსში.
მაგნიტური ველი შეიძლება "ხილული" გახდეს რკინის ფილებით.
დენის გამტარის მაგნიტური ველი
ახლა კი იმის შესახებ, რაც აღმოვაჩინეთ ჰანს კრისტიან ოერსტედიდა ანდრე მარი ამპერი 1820 წელს. გამოდის, რომ მაგნიტური ველი არსებობს არა მხოლოდ მაგნიტის, არამედ ნებისმიერი დენის გამტარის ირგვლივ. ნებისმიერი მავთული, როგორიცაა ნათურის კაბელი, რომელიც ატარებს წყალს ელექტროობა, არის მაგნიტი! დენის მქონე მავთული ურთიერთქმედებს მაგნიტთან (შეეცადეთ დაიჭიროთ კომპასი მის მახლობლად), ორი მავთული დენი ურთიერთქმედებს ერთმანეთთან.
პირდაპირი დენის მაგნიტური ველის ხაზები არის წრეები გამტარის გარშემო.
მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის მიმართულება
მაგნიტური ველის მიმართულება მოცემულ წერტილში შეიძლება განისაზღვროს, როგორც მიმართულება, რომელიც მითითებულია ამ წერტილში მოთავსებული კომპასის ნემსის ჩრდილოეთ პოლუსით.
მაგნიტური ინდუქციის ხაზების მიმართულება დამოკიდებულია დირიჟორში დენის მიმართულებაზე.
ინდუქციური ვექტორის მიმართულება განისაზღვრება წესის მიხედვით ჯიმლეტიან წესი მარჯვენა ხელი.
მაგნიტური ინდუქციის ვექტორი
ეს ვექტორული რაოდენობა, რომელიც ახასიათებს ველის ძალის მოქმედებას.
უსასრულო სწორი გამტარის მაგნიტური ველის ინდუქცია დენით მისგან r მანძილზე:
მაგნიტური ველის ინდუქცია r რადიუსის თხელი წრიული ხვეულის ცენტრში:
მაგნიტური ველის ინდუქცია სოლენოიდი(კოჭა, რომლის ბრუნვაც თანმიმდევრულად გადის დენი ერთი მიმართულებით):
სუპერპოზიციის პრინციპი
თუ მაგნიტური ველი სივრცის მოცემულ წერტილში იქმნება ველის რამდენიმე წყაროს მიერ, მაშინ მაგნიტური ინდუქცია არის თითოეული ველის ინდუქციების ვექტორული ჯამი.
დედამიწა არა მხოლოდ დიდია უარყოფითი მუხტიდა ელექტრული ველის წყარო, მაგრამ ამავე დროს ჩვენი პლანეტის მაგნიტური ველი მსგავსია გიგანტური პროპორციების პირდაპირი მაგნიტის ველის.
გეოგრაფიული სამხრეთი ახლოს არის მაგნიტურ ჩრდილოეთთან, ხოლო გეოგრაფიული ჩრდილოეთი ახლოს არის მაგნიტურ სამხრეთთან. თუ კომპასი მოთავსებულია დედამიწის მაგნიტურ ველში, მაშინ მისი ჩრდილოეთის ისარი ორიენტირებულია მაგნიტური ინდუქციის ხაზების გასწვრივ სამხრეთ მაგნიტური პოლუსის მიმართულებით, ანუ ის გვაჩვენებს სად მდებარეობს გეოგრაფიული ჩრდილოეთი.
ხმელეთის მაგნეტიზმის დამახასიათებელი ელემენტები დროთა განმავლობაში ძალიან ნელა იცვლება - საერო ცვლილებები. თუმცა, დროდადრო ხდება მაგნიტური შტორმები, როდესაც დედამიწის მაგნიტური ველი ძლიერ დამახინჯდება რამდენიმე საათის განმავლობაში და შემდეგ თანდათან უბრუნდება წინა მნიშვნელობებს. ასეთი მკვეთრი ცვლილება გავლენას ახდენს ადამიანების კეთილდღეობაზე.
დედამიწის მაგნიტური ველი არის „ფარი“, რომელიც იცავს ჩვენს პლანეტას კოსმოსიდან შეღწევადი ნაწილაკებისგან („მზის ქარი“). მაგნიტური პოლუსების მახლობლად, ნაწილაკების ნაკადები ბევრად უფრო უახლოვდება დედამიწის ზედაპირს. მზის ძლიერი აფეთქებების დროს მაგნიტოსფერო დეფორმირებულია და ამ ნაწილაკებს შეუძლიათ გადავიდნენ ატმოსფეროს ზედა ფენებში, სადაც ისინი ეჯახებიან გაზის მოლეკულებს და წარმოქმნიან აურორებს.
მაგნიტურ ფილმზე რკინის დიოქსიდის ნაწილაკები ძლიერ მაგნიტიზებულია ჩაწერის პროცესში.
მაგნიტური ლევიტაციის მატარებლები სრიალებს ზედაპირებზე ხახუნის გარეშე. მატარებელს შეუძლია მიაღწიოს 650 კმ/სთ სიჩქარეს.
ტვინის მუშაობას, გულის პულსაციას თან ახლავს ელექტრული იმპულსები. ამ შემთხვევაში ორგანოებში სუსტი მაგნიტური ველი ჩნდება.
უკვე დიდი ხანია ცნობილია, რომ მაგნიტური რკინის მადნის ნაჭრებს შეუძლიათ მიიზიდონ ლითონის საგნები: ლურსმნები, თხილი, ლითონის ფილა, ნემსი და ა.შ. ბუნებამ მათ ეს უნარი დააჯილდოვა. ეს ბუნებრივი მაგნიტები .
მოდით გამოვავლინოთ რკინის ზოლი ბუნებრივ მაგნიტზე. გარკვეული პერიოდის შემდეგ, ის მაგნიტიზდება და დაიწყებს სხვა ლითონის საგნების მიზიდვას. ბლოკი გახდა ხელოვნური მაგნიტი . მოდით ამოვიღოთ მაგნიტი. თუ მაგნიტიზაცია გაქრება, მაშინ ჩვენ ვსაუბრობთ დროებითი მაგნიტიზაცია . თუ დარჩება, მაშინ ჩვენს წინაშე მუდმივი მაგნიტი.
მაგნიტის ბოლოები, რომლებიც ყველაზე ძლიერ იზიდავს ლითონის ობიექტებს, ეწოდება მაგნიტის ბოძები. მიზიდულობა ყველაზე სუსტია მის შუა ზონაში. ისინი მას ეძახიან ნეიტრალური ზონა .
თუ მაგნიტის შუა ნაწილზე ძაფს მიამაგრებთ და თავისუფლად ბრუნვის საშუალებას მისცემთ, შტატივზე ჩამოკიდებით, ის ისე შემობრუნდება, რომ მისი ერთი პოლუსი მკაცრად ჩრდილოეთისკენ იქნება ორიენტირებული, მეორე კი მკაცრად სამხრეთით. ჩრდილოეთისკენ მიმართული მაგნიტის დასასრული ეწოდება ჩრდილოეთ პოლუსი(N) და პირიქით - სამხრეთი(S).
მაგნიტის ურთიერთქმედება
მაგნიტი იზიდავს სხვა მაგნიტებს მათთან შეხების გარეშე. სხვადასხვა მაგნიტის პოლუსების მსგავსად მოგერიდებათ და საპირისპირო პოლუსები იზიდავს. მართალია, ეს ელექტრული მუხტების ურთიერთქმედებას ჰგავს?
ელექტრული მუხტები გავლენას ახდენენ ერთმანეთზე ელექტრული ველი მათ გარშემო ჩამოყალიბდა. მუდმივი მაგნიტები ურთიერთქმედებენ მანძილზე, რადგან არსებობს ა მაგნიტური ველი .
მე-19 საუკუნის ფიზიკოსები ცდილობდნენ მაგნიტური ველის ანალოგად წარმოედგინათ ელექტროსტატიკური. მათ განიხილეს მაგნიტის პოლუსები, როგორც დადებითი და უარყოფითი მაგნიტური მუხტები (შესაბამისად, ჩრდილოეთ და სამხრეთ პოლუსები). მაგრამ მალევე მიხვდნენ, რომ იზოლირებული მაგნიტური მუხტები არ არსებობს.
ორი ერთი და იგივე სიდიდის, მაგრამ ნიშნით განსხვავებული ელექტრული მუხტი ეწოდება ელექტრო დიპოლი . მაგნიტს ორი პოლუსი აქვს და არის მაგნიტური დიპოლი .
ელექტრულ დიპოლში მუხტები ადვილად შეიძლება განცალკევდეს ერთმანეთისგან დირიჟორის ორ ნაწილად გაჭრით, რომელთა სხვადასხვა ნაწილში ისინი განლაგებულია. მაგრამ ეს არ იმუშავებს მაგნიტით. მუდმივი მაგნიტის ანალოგიურად გაყოფით მივიღებთ ორ ახალ მაგნიტს, რომელთაგან თითოეულს ასევე ექნება ორი მაგნიტური პოლუსი.
სხეულებს, რომლებსაც აქვთ საკუთარი მაგნიტური ველი ეწოდება მაგნიტები . სხვადასხვა მასალა მათ სხვადასხვანაირად იზიდავს. ეს დამოკიდებულია მასალის სტრუქტურაზე. მასალების თვისებას, რომ შექმნან მაგნიტური ველი გარე მაგნიტური ველის გავლენის ქვეშ, ეწოდება მაგნეტიზმი .
ყველაზე ძლიერად იზიდავს მაგნიტები ფერომაგნიტები. უფრო მეტიც, მოლეკულების, ატომების ან იონების მიერ შექმნილი საკუთარი მაგნიტური ველი ასობით ჯერ აღემატება მის გამომწვევ გარე მაგნიტურ ველს. ფერომაგნიტური ელემენტებია ისეთი ქიმიური ელემენტები, როგორიცაა რკინა, კობალტი, ნიკელი, ასევე ზოგიერთი შენადნობები.
პარამაგნიტები - ნივთიერებები, რომლებიც მაგნიტიზებულია გარე ველში მისი მიმართულებით. მათ სუსტად იზიდავთ მაგნიტები. ქიმიური ელემენტები ალუმინი, ნატრიუმი, მაგნიუმი, რკინის მარილები, კობალტი, ნიკელი და ა.შ. პარამაგნიტების მაგალითებია.
მაგრამ არის მასალები, რომლებიც არ იზიდავს, მაგრამ მოიგერიებს მაგნიტებით. მათ ეძახიან დიამაგნიტური მასალები. ისინი მაგნიტიზებულია გარე მაგნიტური ველის მიმართულების საწინააღმდეგოდ, მაგრამ მაგნიტებიდან საკმაოდ სუსტად არიან მოგერიებული. ეს არის სპილენძი, ვერცხლი, თუთია, ოქრო, ვერცხლისწყალი და ა.შ.
ორსტედის გამოცდილება
თუმცა, მხოლოდ მუდმივი მაგნიტები არ ქმნიან მაგნიტურ ველს.
1820 წელს დანიელმა ფიზიკოსმა ჰანს კრისტიან ორსტედმა უნივერსიტეტში ერთ-ერთ ლექციაზე სტუდენტებს აჩვენა ექსპერიმენტი მავთულის "ვოლტაური სვეტიდან" გაცხელების შესახებ. ელექტრული წრედის ერთ-ერთი მავთული დასრულდა მაგიდაზე დადებული საზღვაო კომპასის შუშის საფარზე. როდესაც მეცნიერმა დახურა ელექტრული წრე და დენი გადიოდა მავთულში, მაგნიტური კომპასის ნემსი უეცრად გვერდზე გადაიხარა. რა თქმა უნდა, ოერსტედს თავდაპირველად ეგონა, რომ ეს მხოლოდ უბედური შემთხვევა იყო. მაგრამ, იმავე პირობებში ექსპერიმენტის გამეორებით, მან იგივე შედეგი მიიღო. შემდეგ მან დაიწყო მავთულიდან ისრამდე მანძილის შეცვლა. რაც უფრო დიდი იყო ის, მით უფრო სუსტი იყო ნემსი. მაგრამ ეს ყველაფერი არ არის. სხვადასხვა ლითონისგან დამზადებულ სადენებში დენის გავლისას მან აღმოაჩინა, რომ ისინიც კი, რომლებიც არ იყვნენ მაგნიტური, მოულოდნელად გახდნენ მაგნიტები, როდესაც მათში ელექტრული დენი გადიოდა. ისარი გადახრილი იყო მაშინაც კი, როდესაც იგი გამოეყო დენის მატარებელ მავთულს, დამზადებული მასალებისგან, რომლებიც არ ატარებდნენ დენს: ხე, მინა, ქვები. მაშინაც კი, როცა ის წყლის ავზში მოათავსეს, მაინც განაგრძობდა გადახრას. როდესაც ელექტრული წრე დაირღვა, მაგნიტური კომპასის ნემსი დაუბრუნდა პირვანდელ მდგომარეობას. ეს იმას ნიშნავდა გამტარი, რომლის მეშვეობითაც ელექტრული დენი მიედინება, ქმნის მაგნიტურ ველს, რის შედეგადაც ისარი მიმართულია გარკვეული მიმართულებით.
ჰანს კრისტიან ოერსტედი
მაგნიტური ინდუქცია
მაგნიტური ველის დამახასიათებელი სიძლიერე არის მაგნიტური ინდუქცია . ეს არის ვექტორული სიდიდე, რომელიც განსაზღვრავს მის ეფექტს ველის მოცემულ წერტილში მუხტების გადაადგილებაზე.
მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის მიმართულება ემთხვევა მაგნიტურ ველში მდებარე მაგნიტური ნემსის ჩრდილოეთ პოლუსის მიმართულებას.მაგნიტური ინდუქციის საზომი ერთეული SI სისტემაში არის ტესლა ( ტლ) . მაგნიტური ინდუქცია იზომება ინსტრუმენტებით ე.წ ტესლამეტრები.
თუ ველის მაგნიტური ინდუქციის ვექტორები სიდიდით და მიმართულებით ერთნაირია ველის ყველა წერტილში, მაშინ ასეთ ველს ერთგვაროვანი ეწოდება.
კონცეფცია არ უნდა იყოს აღრეული მაგნიტური ველის ინდუქციადა ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენი .
გრაფიკულად, მაგნიტური ველი წარმოდგენილია ძალის ხაზების გამოყენებით.
Ელექტრო სადენები , ან მაგნიტური ინდუქციის ხაზები , ეწოდება ხაზებს, რომელთა ტანგენტები მოცემულ წერტილში ემთხვევა მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის მიმართულებას. ამ ხაზების სიმკვრივე ასახავს მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის სიდიდეს.
ამ ხაზების ადგილმდებარეობის სურათის მიღება შესაძლებელია მარტივი ექსპერიმენტის გამოყენებით. გლუვ მუყაოს ან შუშის ნაჭერზე რკინის ნარჩენების გაფანტვით და მაგნიტზე მოთავსებით, თქვენ ხედავთ, თუ როგორ არის განლაგებული ნარჩენები გარკვეული ხაზების გასწვრივ. ეს ხაზები მაგნიტური ველის ხაზების სახითაა.
მაგნიტური ინდუქციის ხაზები ყოველთვის დახურულია. მათ არც დასაწყისი აქვთ და არც დასასრული. ჩრდილოეთ პოლუსიდან გამოსვლისას ისინი შედიან სამხრეთ პოლუსში და იკეტებიან მაგნიტის შიგნით.
დახურული ვექტორული ხაზების მქონე ველებს უწოდებენ მორევი. ამრიგად, მაგნიტური ველი არის მორევი. თითოეულ წერტილში მაგნიტური ინდუქციის ვექტორს აქვს თავისი მიმართულება. იგი განისაზღვრება მაგნიტური ისრის მიმართულებით ამ წერტილში ან გიმლეტის წესი (დენის გამტარის გარშემო მაგნიტური ველისთვის).
გიმლეტის (ხრახნიანი) წესი და მარჯვენა ხელის წესი
ეს წესები შესაძლებელს ხდის უბრალოდ და საკმაოდ ზუსტად განსაზღვროს მაგნიტური ინდუქციის ხაზების მიმართულება ფიზიკური ინსტრუმენტების გამოყენების გარეშე.
იმის გასაგებად, თუ როგორ მუშაობს გიმლეტის წესი , წარმოიდგინეთ, რომ მარჯვენა ხელით ვკრავთ საბურღი ან საცობი.
თუ გიმლეტის გადამყვანი მოძრაობის მიმართულება ემთხვევა დირიჟორში დენის მოძრაობის მიმართულებას, მაშინ ღუმელის სახელურის ბრუნვის მიმართულება ემთხვევა მაგნიტური ინდუქციის ხაზების მიმართულებას.
ამ წესის ვარიაციაა მარჯვენა ხელის წესი .
თუ გონებრივად აჭერთ დენის გამტარს მარჯვენა ხელით ისე, რომ 90°-ით მოხრილი ცერა დენის მიმართულებას აჩვენებს, მაშინ დარჩენილი თითები აჩვენებს ამ ველის მაგნიტური ინდუქციის ხაზების მიმართულებას. დენი და მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის მიმართულება, რომელიც მიმართულია ტანგენციურად ამ ხაზებზე.
მაგნიტური ნაკადი
მოდით მოვათავსოთ ბრტყელი დახურული წრე ერთგვაროვან მაგნიტურ ველში. მნიშვნელობა, რომელიც ტოლია კონტურის ზედაპირზე გამავალი ძალის ხაზების რაოდენობას, ეწოდება მაგნიტური ნაკადი .
Ф = В· ს cosα ,
სად ფ - მაგნიტური ნაკადის სიდიდე;
IN – ინდუქციური ვექტორის მოდული;
ს - კონტურის არე;
α – კუთხე მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის მიმართულებასა და ნორმალურს (პერპენდიკულარულს) კონტურის სიბრტყეს შორის.
დახრილობის კუთხის ცვლილებით, იცვლება მაგნიტური ნაკადის სიდიდე.
თუ კონტურის სიბრტყე პერპენდიკულარულია მაგნიტურ ველზე ( α = 0), მაშინ მასში გამავალი მაგნიტური ნაკადი იქნება მაქსიმალური.
F max = V S
თუ წრე მდებარეობს მაგნიტური ველის პარალელურად ( α =90 0), მაშინ ნაკადი ამ შემთხვევაში იქნება ნულის ტოლი.
ლორენცის ძალა
ჩვენ ვიცით, რომ ელექტრული ველი მოქმედებს ნებისმიერ მუხტზე, განურჩევლად იმისა, ისინი მოსვენებულნი არიან თუ მოძრაობენ. მაგნიტურ ველს შეუძლია გავლენა მოახდინოს მხოლოდ მოძრავ მუხტებზე.
მაგნიტური ველიდან მოქმედი ძალის გამოხატულება მასში მოძრავ ერთეულ ელექტრულ მუხტზე დაადგინა ჰოლანდიელმა თეორიულმა ფიზიკოსმა. ჰენდრიკ ანტონ ლორენციეს ძალა ეწოდა ლორენცის ძალა .
ჰენდრიკ ანტონ ლორენცი
ლორენცის ძალის მოდული განისაზღვრება ფორმულით:
F= ქ ვ B· sina ,
სად ქ - გადასახადის ოდენობა;
ვ - მუხტის მოძრაობის სიჩქარე მაგნიტურ ველში;
ბ - მაგნიტური ველის ინდუქციური ვექტორის მოდული;
α - კუთხე ინდუქციის ვექტორსა და სიჩქარის ვექტორს შორის.
სად არის მიმართული ლორენცის ძალა? ეს მარტივად შეიძლება განისაზღვროს გამოყენებით მარცხენა ხელის წესები : « თუ მარცხენა ხელის გულს ისე მოათავსებთ, რომ ოთხი გაშლილი თითი აჩვენებდეს დადებითი ელექტრული მუხტის მოძრაობის მიმართულებას და მაგნიტური ველის ხაზები შევიდეს ხელისგულში, მაშინ 90 0-ით მოხრილი ცერა თითი აჩვენებს მიმართულებას. ლორენცის ძალა».
ამპერის კანონი
1820 წელს, მას შემდეგ რაც ერსტედმა დაადგინა, რომ ელექტრული დენი ქმნის მაგნიტურ ველს, ცნობილი ფრანგი ფიზიკოსი ანდრე მარი ამპერიგანაგრძო კვლევა ელექტრო დენისა და მაგნიტის ურთიერთქმედების შესახებ.
ანდრე მარი ამპერი
ექსპერიმენტების შედეგად მეცნიერმა გაარკვია, რომ ინდუქციის მქონე მაგნიტურ ველში მდებარე დენის მქონე სწორ გამტარს IN, ძალა მოქმედებს ველიდანფ დენის სიძლიერისა და მაგნიტური ველის ინდუქციის პროპორციულია. ეს კანონი ე.წ ამპერის კანონი , და ძალა გამოიძახეს ამპერის ძალა .
F= მე L· B· sina ,
სად მე - დირიჟორში მიმდინარე სიძლიერე;
ლ - გამტარის სიგრძე მაგნიტურ ველში;
ბ - მაგნიტური ველის ინდუქციური ვექტორის მოდული;
α - კუთხე მაგნიტური ველის ვექტორსა და დირიჟორში დენის მიმართულებას შორის.
ამპერის ძალას აქვს მაქსიმალური მნიშვნელობა, თუ კუთხე α უდრის 90 0-ს.
ამპერის ძალის მიმართულება, ლორენცის ძალის მსგავსად, ასევე მოხერხებულად განისაზღვრება მარცხენა ხელის წესით.
მარცხენა ხელს ისე ვდებთ, რომ ოთხი თითი მიუთითებს დენის მიმართულებაზე, ხოლო ველის ხაზები შედის ხელისგულში. შემდეგ 90 0-ით მოხრილი ცერა თითი მიუთითებს ამპერის ძალის მიმართულებას.
ორი წვრილი გამტარის დენთან ურთიერთქმედების დაკვირვებით, მეცნიერმა გაარკვია, რომ დენის მქონე პარალელური გამტარები იზიდავს, თუ მათში დენები მიედინება ერთი და იგივე მიმართულებით, და მოგერიება, თუ დენების მიმართულებები საპირისპიროა..
დედამიწის მაგნიტური ველი
ჩვენი პლანეტა არის გიგანტური მუდმივი მაგნიტი, რომლის გარშემოც არის მაგნიტური ველი. ამ მაგნიტს აქვს ჩრდილოეთ და სამხრეთ პოლუსები. მათთან ახლოს დედამიწის მაგნიტური ველი ყველაზე ძლიერია. კომპასის ნემსი დაყენებულია მაგნიტური ხაზების გასწვრივ. მისი ერთი ბოლო მიმართულია ჩრდილოეთის პოლუსზე, მეორე კი სამხრეთისაკენ.
დედამიწის მაგნიტური პოლუსები დროდადრო იცვლიან ადგილებს. მართალია, ეს ხშირად არ ხდება. ბოლო მილიონი წლის განმავლობაში ეს 7-ჯერ მოხდა.
მაგნიტური ველი იცავს დედამიწას კოსმოსური გამოსხივებისგან, რომელიც დამანგრეველ გავლენას ახდენს ყველა ცოცხალ არსებაზე.
დედამიწის მაგნიტურ ველზე გავლენას ახდენს მზიანი ქარი, რომელიც არის იონიზებული ნაწილაკების ნაკადი, რომელიც გამოდის მზის გვირგვინიდან უზარმაზარი სიჩქარით. ის განსაკუთრებით მძაფრდება მზის დამწვრობის დროს. ჩვენს პლანეტაზე მიმავალი ნაწილაკები ქმნიან დამატებით მაგნიტურ ველებს, რის შედეგადაც იცვლება დედამიწის მაგნიტური ველის მახასიათებლები. წარმოიქმნება მაგნიტური ქარიშხალი. მართალია, ისინი დიდხანს არ ძლებენ. და გარკვეული დროის შემდეგ მაგნიტური ველი აღდგება. მაგრამ მათ შეუძლიათ მრავალი პრობლემა შექმნან, რადგან ისინი გავლენას ახდენენ ელექტროგადამცემი ხაზების და რადიოკავშირების მუშაობაზე, იწვევენ გაუმართაობას სხვადასხვა მოწყობილობების მუშაობაში და აუარესებენ ადამიანის გულ-სისხლძარღვთა, რესპირატორული და ნერვული სისტემების ფუნქციონირებას. ამინდზე დამოკიდებული ადამიანები განსაკუთრებით მგრძნობიარენი არიან მათ მიმართ.
