LORENTZ-STIL: Materie, Laute, Formeln, Beispielaufgaben

Die Lorentzkraftformel wird in die Diskussion des Physikunterrichts aufgenommen. Vereinfacht ausgedrückt berechnet diese Formel den Wert der Kraft, die von einem elektrischen Strom in einer Querschnittsfläche ausgeht. Haben Sie jemals einen elektrischen Schlag gespürt, als Sie einen Gegenstand berührt haben?

Es könnte sein, dass es einen elektrischen Strom gibt, der auch die Lorentzkraft beinhaltet. Daher finden Sie verschiedene Arten der Anwendung dieses Stils auf Gegenständen um Sie herum, die jeden Tag verwendet werden. Neugierig auf diesen Stil? Wir haben die Diskussion.

Erfinder des Lorentz-Stils

Die Lorentzkraft wurde zuerst von einem holländischen Physiker namens Hendrik Antoon Lorentz entdeckt. Für diese Entdeckung erhielt er 1902 den Nobelpreis für Naturwissenschaften, insbesondere für Physik.

Lorentz studierte Naturwissenschaften an der Universität Leiden in den Niederlanden. Aufgrund seiner Entdeckung im Zusammenhang mit der Kraft, die durch elektrische Ladungen verursacht wird, erhalten viele Menschen nun endlich verschiedene Arten von Komfort in ihrem täglichen Leben.

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Die Lorentzkraft verstehen

Die Lorentzkraft ist eine Kraft, die durch die Bewegung elektrischer Ladungen entsteht, die durch unterschiedliche elektrische Ströme im selben Magnetfeld ausgelöst werden. Genauer gesagt erzeugen elektrische Teilchen in einem homogenen Feld eine Kraft.

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Richtung der Lorentz-Kraft

Die Kraft, die aufgrund der Bewegung elektrischer Teilchen in einer homogenen Ebene entsteht, hat das gleiche Muster und die gleiche Richtung, die senkrecht ist. Die Richtung der Lorentzkraft ist immer gleich, wenn man sie aus der Richtung des starken elektrischen Stroms (I) betrachtet.

Denken Sie daran, dass sich eine positive Ladung in Richtung des elektrischen Stroms bewegt. Andererseits bewegt sich die negative Ladung in die entgegengesetzte Richtung des elektrischen Stroms. Erhalten Sie nicht die falsche Richtung basierend auf der Art der Last, okay?

Regel der rechten Hand

Die Formel der Lorentzkraft ist seit langem ein Synonym für die Rechte-Hand-Regel. Diese Regel steht in engem Zusammenhang mit der Bestimmung der Richtung der potenziell auftretenden Kraft. Um es zu verwenden, können Sie Ihre Hand wie die folgende Pistolenform positionieren:

Ausgehend von der Aussage, dass die Lorentzkraft die Bewegung eines Teilchens beeinflusst, das in die gleiche Richtung abweicht, ist die Rechte-Hand-Regel seit langem weit verbreitet. Mit dieser Regel kann die Richtung der durch die Lorentzkraft angegebenen Kraftladung bestimmt werden.

Zuerst wird die Richtung der Lorentz-Kraft durch den Daumen dargestellt, der in Richtung der Kraft zeigt (F), gefolgt von Der Zeigefinger zeigt in die Richtung des Magnetfelds (B), während der Mittelfinger in die Richtung des Magnetfelds zeigt Elektrizität (ich).

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Formel der Lorentzkraft

Nachdem Sie sich mit dem Verständnis vertraut gemacht haben, ist es an der Zeit, die Lorentz-Formel kennenzulernen. Diese Formel ist ziemlich kurz mit verschiedenen Beschreibungen. Hier ist eine Formel, die Sie verwenden können.

F = q(v. B)

Formelbeschreibung:

F = Kraft (N)

B = Magnetfeld (Tesla)

Q = elektrische Ladung (c)

V = Richtung der Ladungsgeschwindigkeit (m/s)

Es gibt auch eine andere Formel, die verwendet werden kann, um die Menge an elektrischem Strom zu finden, die durch die Lorentz-Kraft erzeugt wird. Diese Formel kann auch verwendet werden, um den Wert der Kraft zu finden, die durch Elektrizität (I) auf einem magnetischen Querschnitt (B) erzeugt wurde. Die Formel lautet:

F = IL.B

F = Kraft (N)

I = elektrischer Strom (a)

B = Magnetfeld (Tesla)

L = Querschnittslänge elektrifiziert (m)

Beispiele für die Verwendung des Lorentz-Stils im täglichen Leben

Unwissentlich ist der Lorentz-Stil im Alltag weit verbreitet. Dieser Stil ist meistens in die Engine eingebettet. Durch diesen Stil ist es nicht ungewöhnlich, dass der Motor ordnungsgemäß läuft und funktioniert. Ein Beispiel für die Verwendung der Lorentz-Kraftformel ist:

• Waschmaschine
• Mixer
• Lautsprecher
• elektrische Bohrmaschine
• Galvanometer
• Elektromotor Motor

Es gibt viele weitere Beispiele für die Verwendung des Lorentz-Stils in Alltagsgegenständen. Auch dank dieses Stils können Sie sich an verschiedenen Erfindungen erfreuen, die die täglichen Aktivitäten erleichtern. Können Sie Beispiele für die Anwendung der Lorentz-Kraft auf andere Werkzeuge finden?

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Lorentzkraft-Beispielproblem

Wenden wir uns Beispielen für Probleme im Lorentz-Stil zu: Mit diesem Material können Beispielfragen zu einer ganzen Reihe von Kernproblemen gestellt werden. Daher müssen Sie sich daran gewöhnen, verschiedene Arten von Problemen mit der grundlegenden Lorentz-Kraftformel zu lösen. Hier ist ein Beispiel für die Frage.

Beispielfrage 1

Ein Querschnittsdraht hat eine Länge von 2 m bei einem elektrischen Strom von 40 A. Wenn der Querschnitt des Drahtes in einem Winkel von 30 Grad in ein Magnetfeld von 0,02 T gebracht wird, wie groß ist die magnetische Kraft auf den Draht?

Die Größe der Lorentzkraft auf den Querschnitt des Drahtes beträgt also 19,2 Newton.

Beispielfrage 2

Andi findet einen geraden Draht und hat einen elektrischen Strom von 8 A, während sich der Draht in einem Magnetfeld von 2 T befindet. Es wurde festgestellt, dass die Richtung senkrecht zur Strömung verläuft. Wenn die Lorentzkraft auf den Draht 8 N beträgt, wie lang ist der Draht, den Andi gefunden hat?

Die von Andi gefundene Länge des Drahtes mit der Lorentzkraft von 8 N ist also ein Meter.

Beispielfrage 3

Es wurde festgestellt, dass sich Elektronenteilchen mit einer Geschwindigkeit von 12.000 m/s bewegen. Das Teilchen tritt in einen Magnetfeldbereich von 4000 T ein. Wenn das Magnetfeld und die Geschwindigkeit des Teilchenstroms einen Winkel von 30 Grad bilden, welchen Wert hat dann die Lorentzkraft, die das Elektronenteilchen erfährt?

Der Wert der Lorentzkraft, die das Elektronenteilchen erfahren hat, beträgt also 3,84 x 10^-13 Newton.

Beispielfrage 4

Es wurde festgestellt, dass sich Elektronenteilchen mit einer Geschwindigkeit von 10.000 m/s bewegen. Das Teilchen tritt in einen Magnetfeldbereich von 5000 T ein. Wenn das Magnetfeld und die Geschwindigkeit des Teilchenstroms einen Winkel von 30 Grad bilden, welchen Wert hat dann die Lorentzkraft, die das Elektronenteilchen erfährt?

Der Wert der Lorentzkraft, die das Elektronenteilchen erfahren hat, beträgt also 3,6 x 10^-13 Newton.

Beispielfrage 5

Andi hat einen geraden Draht gefunden und hat einen elektrischen Strom von 2 A, während sich der Draht in einem Magnetfeld von 2 T befindet. Es wurde festgestellt, dass die Richtung senkrecht zur Strömung verläuft. Wenn die Lorentzkraft auf den Draht 4 N beträgt, wie lang ist der Draht, den Andi gefunden hat?

Die Länge des Drahtes mit einer Lorentz-Kraft von 4 N, die Andi gefunden hat, beträgt also 1,0 Meter

Die Lorentz-Kraft-Formel ist in der Tat weit verbreitet, um verschiedene Arten von elektronischen Geräten einschalten zu können. Obwohl die Formel kurz ist, können Sie verschiedene Problemfälle finden, indem Sie trigonometrische Berechnungen mischen.