Is magnetisch veld en magnetische kracht hetzelfde: verschillende aspecten en feiten

Magnetisch veld en magnetische kracht gaan hand in hand. In dit artikel zullen we de fascinerende relatie tussen deze twee bespreken.

A magnetisch veld is een werkelijke entiteit die de ruimte rond een stroomvoerende geleider of bewegende lading of magneet opvult. Daarnaast is de kracht die door een magnetisch veld op een bewegend geladen deeltje wordt uitgeoefend: magnetische kracht.

Hoe magnetisch veld is verbonden met magnetische kracht

Om het nauwkeuriger te begrijpen, als we een statische lading plaatsene een magnetisch veld, de lading ervaart geen kracht, dus om een ​​magnetisch veld te definiëren, nemen we een lading q die beweegt met vwelsprekendheidy v in een dergelijk veld

Als F_m is de kracht die het veld uitoefent op de bewegende lading, dan is experimenteel gebleken dat;

1. F_m v
2. F_m ∝ q
3. F_m ∝ v zondeθ

Als F_m is de kracht die het veld uitoefent op de bewegende lading, dan is experimenteel gebleken dat; 

Door de bovenstaande drie punten te combineren, verkrijgen we:  

F_m= Bqv sinθ …………(1)

Here B is de proportionele constante, en het geeft de grootte van het magnetische veld. Het is ook bekend als magnetische fluxdichtheid of magnetisch veld inductie, of gewoon magnetisch veld. Het is een pseudo-vector, en we duiden het aan met B. 

Wanneer een magnetisch veld precies gelijk is aan magnetische kracht 

Als we q=1, v=1 en θ beschouwen = 90⁰  

Uit vergelijking (1), F_m= B

Dus hier kunnen we zeggen dat het magnetische veld op een punt dus gelijk is aan de magnetische kracht die inwerkt op een eenheidslading wanneer deze met eenheidssnelheid beweegt in een richting loodrecht op het magnetische veld. 

In vectornotatie, F_m= q(Bxv)

Duidelijk, F_m bekend als magnetisch Lorentz-kracht, staat loodrecht op het vlak dat v en B bevat.

In geval dat,

In dat geval F_m= qvB

Zoals, F_m= qvB

B=F_m/qv

If  F_m = 1N, q=1C en v = 1m/s 

Dan, 1T= N/C(m/s)

1T= N/Ampère

De SI eenheid van B heet tesla(t)

Het magnetische veld in een punt wordt dus één tesla genoemd als een lading van 1 coulomb bij een verplaatsing loodrecht op de richting van het magnetische veld met een snelheid van 1 meter/seconde, een kracht van 1 newton ondervindt. 

Richting van magnetisch veld en magnetische kracht

Magnetisch veld stroomt niet in de richting van zijn stroombron; in plaats daarvan stroomt het normaal in de richting van de stroom. Bovendien, de magnetische kracht werken loodrecht op het magnetische veld.  

De richting van het magnetische veld kan worden gedetecteerd met behulp van de duimregel van de rechterhand. Volgens de rechterhand duimregel; Als een stroomvoerende draad in de hand wordt gehouden, impliceert de richting van de duim de richting van de stroom en de richting van de vingers geeft de stroomrichting van het magnetische veld aan.  

Voorbeeld

Als we een staafmagneet en breng het naar een ijzeren spijker, op een gegeven moment beweegt de spijker naar de magneet toe en blijft eraan plakken. Bovendien blijft het daar totdat we het handmatig van de magneet scheiden. Dus waarom plakt een ijzeren spijker aan de magneet?  

Reden achter is de aantrekkingskracht die de nagel en de magneet met elkaar verbindt. Deze kracht wordt door de magneet op de nagel uitgeoefend en wordt daarom een ​​magnetische kracht genoemd. 

Hier is een interessante vraag die ik wil dat je beantwoordt; Is magnetische kracht? contact kracht, of met andere woorden, is het contact tussen een magneet en een spijker nodig om de magneet de spijker te laten aantrekken?  

Wanneer we de magneet langzaam in de richting van de ijzeren nagel bewegen, en op dit punt begint de nagel ook naar de magneet te bewegen, betekent dit dat de kracht in actie kwam, zelfs als er geen contact was tussen de magneet en de nagel. Daarom kunnen we zeggen dat magnetische kracht niet a . is contact kracht.  

Wat betekent dit contactloze karakter? van magnetische kracht vertel ons:  

Het vertelt ons dat er een onzichtbaar veld wordt geproduceerd door de magneet in de ruimte eromheen, en als je er een meeneemt... ferromagnetische materiaal op dit gebied, dan ervaart het die aantrekkingskracht. We kunnen dit veld niet zien, maar het bestaat.  

Nu nog een interessante vraag, denk je dat de sterkte van dit veld constant is in het hele gebied rond de magneet?  

Laat me het op een eenvoudige manier uitleggen, stel dat er op een bepaalde locatie een werkende draadloze getrouwheidsrouter is. Het geeft ons een totaal signaal richtingen op enige afstand. momenteel om mobiel met het net te verbinden, willen we dit alleen tijdens deze periode brengen. Dit signaal is sterker dichter bij de router.

"Hoe dichter u uw mobiele telefoon bij de router brengt, hoe sterker het signaal is".

Men kan begrijpen dat magneet met dezelfde aanpak. magneet bevat een krachtveld eromheen. De sterkte van dit veld is dichter bij de magneet groter en neemt af naarmate we er verder van weg gaan.

Als je een ferromagnetisch object tijdens dit veld brengt, ervaart het een aantrekkende kracht. Hoe dichter we de neiging hebben om dat object bij de magneet te brengen, hoe groter de kracht die het zal uitoefenen totdat de kracht eenmaal groot genoeg is om het item naar de magneet te laten springen. 

Problemen met magnetisch veld en magnetische kracht

Laten we de relatie tussen magnetisch veld en magnetische kracht begrijpen door enkele basisproblemen op te lossen. 

Probleem 1 

Vind een magnetisch veld uitgeoefend op een lading van 20 coulomb, beweegt loodrecht op de richting van het magnetische veld met een snelheid van 2 m/s en ondervindt een kracht van 5 newton.  

Oplossing:  

Gegeven magnetische kracht, F_m

Snelheid van ladingsdeeltje, v

Magnetisch veld, 

Sterkte van magnetisch veld bedraagt ​​0.125 Tesla. 

Probleem 2

Vind magnetische kracht die wordt ervaren door een ladingsdeeltje met een lading van 50 coulomb die beweegt met een eenheidssnelheid in een rechte hoek op het magnetische veld met een sterkte van 2 tesla. 

Oplossing:

  We ken die vergelijking van magnetische kracht en magnetisch veld is  

Dus de kracht die een deeltje ervaart, is 100 Newton. 

Veelgestelde vragen | Veelgestelde vragen 

Q. Hoe magnetisch veld en magnetische kracht met elkaar variëren?  

Ans: “De magnetische kracht F is recht evenredig met de sterkte van magnetisch veld.” Naarmate het magnetische veld sterker wordt, neemt ook de magnetische kracht toe en vice versa. 

V. Op welk punt in het magnetische veld ervaart het ladingsdeeltje de magnetische kracht het sterkst? 

Ans: Magnetische veldlijnen komen binnen door Zuidpool van magneet en bladeren van de noordpool. Hierdoor kan magnetische kracht het sterkst worden ervaren aan een van de polen in vergelijking met de tegenovergestelde pool. 

Q. Heeft magnetisch veld invloed op magnetische kracht? 

Ans: De kracht die wordt ervaren door bewegende lading is verschillend op verschillende punten in het magnetische veld.

Magnetische aantrekkings- of afstotingskrachten veroorzaakt door beweging van elektrisch geladen deeltjes zijn verantwoordelijk voor de elektrische motor en aantrekking van ijzer naar magneetachtige effecten. Statische ladingen ervaren een elektrisch veld, terwijl elektrisch veld en magnetisch veld ervaringen kunnen zijn tussen bewegende ladingen. Deze magnetische kracht tussen twee bewegende ladingen kan worden begrepen als het effect op beide ladingen door een magnetisch veld door een ander. 

Q. Waarom staat magnetische kracht loodrecht op het magnetische veld? 

Ans: Als twee objecten of entiteiten haaks op elkaar staan, betekent dit dat ze loodrecht op elkaar staan.

Omdat magnetisch (Lorentz) veld is recht evenredig met vx B, waarbij v de snelheid van bewegende lading is en B de magnetische veldsterkte. Zoals we weten, staat het vectoruitwendig product altijd loodrecht op elkaar van de vectorfactoren, de kracht staat loodrecht op v. 

Q. Werkt magnetische kracht?

Antw: Magnetische krachten werken niet. 

Want als Q een bedrag dl= vdt verplaatst, is het werk gedaan  

Het gebeurt omdat (B xv) loodrecht staat op v, dus (B xv).v= 0

"Magnetische krachten kunnen de richting waarin het geladen deeltje beweegt omkeren, maar kunnen het niet versnellen of vertragen." 

Lees ook:

• Centripetale kracht versus centripetale versnelling
• Kracht op bewegende lading in magnetisch veld
• Hoe de normaalkracht met massa te vinden?
• Is momentum een ​​kracht?
• Kracht op bewegende lading in elektrisch veld
• Voorbeeld van nettokracht
• Elektrostatische kracht en lading
• Verschil tussen gedempte oscillatie en geforceerde oscillatie
• Elektrostatische kracht en afstand
• Is duwen een contactkracht