물리학
학습 목표
이 섹션에서,당신은 당신을 할 수 있습니다:
- 의 효과를 설명 자석 힘에 전류를 흐르게 하는 지휘자입니다.
- 전류 운반 도체의 자력을 계산합니다.
그림 1. 자기장을 발휘에 힘선에서 주어진 방향이 오른손으로 규칙 1(와 같은 방향으로 개인에 대한 이동하는 요금 별도). 이 힘을 쉽게 충분히 큰 이동하는 철사,이후 전형적인 전류의 구성이 매우 큰 숫자의 움직이는 요금입니다.
을 유도할 수 있는 표현에 대해 자력에 현재하여 합의는 자기의 힘에 개별적인 요금입니다., (힘은 같은 방향에 있기 때문에 추가됩니다.)드리프트 속도 vd 에서 움직이는 개별 전하에 대한 힘은 F=qvdB sin θ 에 의해 주어진다. 로 B 균일하게 이상의 길이 wire l 고 다른 곳,총 자기 힘을에 철사는 다음 F=(qvdB 죄 θ)(N)수탁업자의 섹션에서는 와이어의 길이 l. 지금,N=nV,n 의 수탁업 단위 부피당 V 은 볼륨 와이어의 분야에서. 여기서 A 는 와이어의 단면적 인 V=Al 임을 지적하면 와이어에 대한 힘은 F=(qvdB sin θ)(nAl)입니다., 이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,이 경우,
기 때문에 nqAvd=I(현재)
F=IlB\죄\타\\
방정식에 대한 자력에 길이 l 의 와이어 들고 현재 나에서는 균일한 자기장 B,과 같이 그림 2. 이 식의 양면을 l 로 나누면 균일 한 필드에서 와이어의 단위 길이 당 자력이\frac{F}{l}=IB\sin\theta\\라는 것을 알 수 있습니다. 이 힘의 방향은 현재 I 의 방향으로 엄지 손가락으로 RHR-1 에 의해 주어진다., 그런 다음 손가락을 B 방향으로,손바닥에 수직 인 A 는 그림 2 와 같이 F 방향을 가리 킵니다.
그림 2. 자기장에서 전류 운반 와이어의 힘은 F=IlB sin θ 입니다. 그 방향은 RHR-1 에 의해 주어진다.
자력에서 현재 운반체로 변환하는 데 사용되는 전기 에너지를 작동합니다. (모터는 주요한 예입니다-그들은 와이어의 루프를 사용하고 다음 섹션에서 고려됩니다.,)Magnetohydrodynamics(mhd)는 자력이 기계 부품을 움직이지 않고 유체를 펌핑하는 영리한 응용 분야에 주어진 기술 이름입니다. (그림 3 참조.)
그림 3. 자기 유체 역학. 이 유체를 통과 한 전류에 대한 자력은 비 기계식 펌프로 사용될 수 있습니다.
강력한 자기장에 적용되는 관과 현재 전달을 통한 유체에 직각하는 결과,현장에서 힘에 유동성 평행하게 튜브를 축으로 표시됩니다., 의 부재는 이동 부품이 매력적인 이동을 위해 뜨거운 화학적으로 활성 물질과 같은 액체나트륨용에는 몇 가지 원자로를 사용하기도 합니다. 실험적인 인공적인 마음을 테스트하는 이 기술에 대한 혈액,아마도 우회하는 부작용의 기계적인 펌프입니다. (그러나 세포막은 mhd 에서 필요한 큰 분야의 영향을 받아 인간에서의 실제 적용을 지연시킵니다.)기존의 프로펠러 드라이브보다 상당히 조용 할 수 있기 때문에 핵 잠수함을위한 MHD 추진 장치가 제안되었습니다., 핵 잠수함의 억지력 가치는 첫 번째 또는 두 번째 핵 공격을 숨기고 생존 할 수있는 능력에 근거합니다. 우리가 천천히 분해는 우리의 핵무기,잠수함은 지점 마지막이 될 수 폐기 때문에 이 기능(그림 4 참조.)기존 MHD 드라이브는 무겁고 비효율적인 많은 개발 작업이 필요합니다.
그림 4. 핵 잠수함의 MHD 추진 시스템은 프로펠러보다 훨씬 적은 난류를 생성하고보다 조용하게 달릴 수 있습니다., 사일런트 드라이브 잠수함의 개발은이 책과 영화 The Hunt for Red October 에서 각색되었습니다.
섹션에서 요약
- 에 자기 힘을 현재 운반체에 의해 주어진
F=IlB\죄\타\\
는 곳에 나가는 것은 현재,l 길이의 직선 도체에서 균일한 자기장 B 고 θ 사이의 각 내가 및 B. 힘을 다음과 같 RHR-1 엄지 손가락으로의 방향으로 I.,
개념 질문
- 스케치를 그릴의 상황에서 그림 1 을 보여주는 방향으로 전자의 운반 현재,그리고 사용하 RHR-1 을 확인하는 방향으로의 힘에 있습니다.
- 그림 3 과 같은 MHD 드라이브의 힘의 방향이 유체를 가로 질러 전류를 운반하는 전하의 부호에 의존하지 않는지 확인하십시오.물 물.
- 왜 마그네토 하이드로 다이나믹 드라이브가 담수보다 바다 물에서 더 잘 작동할까요? 또한 왜 초전도 자석이 바람직할까요?,
- 자동차를 시동 할 때 나침반 판독 값,냉장고의 AC 전류 또는 DC 전류를 방해 할 가능성이 더 큽니까? 설명한다.
문제&연습
1. 그림 5 의 여섯 가지 경우 각각에서 전류에 대한 자력의 방향은 무엇입니까?
그림 5.나는 이것이 내가 할 수있는 유일한 방법이라고 생각한다., 전류가 B 에 수직으로 실행된다고 가정하면 그림 6 의 세 가지 경우 각각에 표시된 자력을 경험하는 전류의 방향은 무엇입니까?
그림 6.나는 이것이 내가 할 수있는 유일한 방법이라고 생각한다. 그림 7 의 세 가지 경우 각각에서 전류에 표시된 자력을 생성하는 자기장의 방향은 B 가 I 에 수직이라고 가정 할 때 무엇입니까?,
그림 7.나는 이것이 내가 할 수있는 유일한 방법이라고 생각한다. (a)지구의 3.00×10-5-T 필드에 수직 인 20,000A 를 운반하는 적도의 번개에 미터당 힘은 얼마입니까? (나)전류가 직선이고 지구의 필드 방향이지면과 평행하게 북쪽으로 만기가된다면 힘의 방향은 무엇인가?쨈챘짹쨀째쩔징 쨈챘쩔짤 쨘쨍쨀쨩쩔징 쨈챘쩔짤 쨘쨍쨀쨩쨈쨈. (a)경전철 시스템의 DC 전원 선은 지구의 5.00×10-5-T 필드에 30º 의 각도로 1000A 를 운반합니다., 이 선의 100 미터 구간에서 힘은 무엇입니까? (b)이 제시하는 실질적인 우려 사항(있는 경우)에 대해 토론하십시오.
7. 30 을 들고 와이어.,0-전류는 해당 필드에 수직 인 강한 자석의 극 사이를 통과하고 필드에서 4.00cm 의 와이어에 2.16-N 의 힘을 경험합니다. 평균 전계 강도는 얼마입니까?
8. (a)자동차 시동기 모터에 전류를 운반하는 케이블의 0.750-m 길이의 섹션은 지구의 5.50×10-5T 필드와 60º 의 각도를 만듭니다. 와이어가 7.00×10-3N 의 힘을 경험할 때 전류는 무엇입니까? (b)강한 말굽 자석의 극 사이에서 와이어를 실행하여 5.00cm 를 1.75-T 필드로 주관 한 경우이 와이어 세그먼트에 어떤 힘이 가해 집니까?,쩔짤쨌짱쨘째쩍 짹쨍쨌짹쨍 쨉챨철쨌 32 짹챈 30,13 첸 쩔짙쩔징징쩔 (a)와이어의 50.0cm 가 2.40N 의 자력을 경험하면 8.00-a 전류를 운반하는 와이어와 그것이 1.20-T 필드 사이의 각도는 무엇입니까? (b)필드와 90º 의 각도를 만들기 위해 회전하면 와이어에 어떤 힘이 가해 집니까?
