Siła elektrodynamiczna — przewodnik w polu

Co się właśnie stało?

Prąd płynący przez przewodnik umieszczony w polu magnetycznym został wypchnięty siłą prostopadłą do kierunku prądu i do linii pola. Im większy prąd, pole i długość przewodnika, tym większa siła.

Siła elektrodynamiczna:

— B to indukcja pola magnetycznego (T), I — natężenie prądu (A), l — długość przewodnika w polu (m), α — kąt między kierunkiem prądu a liniami pola. Siła jest największa, gdy $\alpha = 90^\circ$ (prąd prostopadły do pola).

Który kierunek? Reguła lewej dłoni:

Ustaw lewą dłoń tak, by linie pola $B$ wchodziły w wewnętrzną stronę dłoni, a wyprostowane palce wskazywały kierunek prądu $I$ — wtedy odchylony kciuk pokazuje zwrot siły $F$. Siła jest zawsze prostopadła jednocześnie do prądu i do pola.

Co to znaczy w praktyce?

To zasada działania każdego silnika elektrycznego: prąd w cewce umieszczonej w polu magnetycznym jest wypychany, co wprawia wirnik w ruch. Ta sama siła porusza głośniki i wskazówki mierników analogowych.

Po co Ci to na maturze:

F = BIl·sin α plus reguła lewej dłoni rozwiązują większość zadań o przewodniku w polu magnetycznym. Chwyt: sprawdź kąt α — jeśli prąd jest równoległy do pola (α = 0°), siła znika, bo sin 0° = 0.

Zapamiętaj: przewodnik z prądem w polu magnetycznym jest wypychany siłą F = BIl·sin α, prostopadłą do prądu i pola — kierunek daje reguła lewej dłoni.