منو
 صفحه های تصادفی
مقالات علمی ورزشی
جایگاه زید بن علی نزد امیرالمؤمنین
تضادهای طبقاتی و مالکیت
پیام:صفحه رفع ابهام
دانشکده معدن دانشگاه صنعتی اصفهان
نقش چشمها در دریافت کالری
درختانی در بهشت به نام حسن و حسین
گفت و گوی خدیجه با کودک « فاطمه - ع - » در شکم خود
حافظه های جانبی
ملک اشرف
 کاربر Online
1387 کاربر online
تاریخچه ی: نیروی مغناطیسی

تفاوت با نگارش: 1

Lines: 1-19Lines: 1-37
-||هرگاه دو ((بار الکتریکی)) با بارهای q_1 و q_2 در فاصله معین r از یکدیگر قرار گیرند، این دو نیرویی بر همدیگر وارد می‌‌کنند که مقدار و جهت این نیرو با استفاده از ((قانون کولن)) محاسبه می‌شود. حال اگر این بارهای الکتریکی ساکن نبوده و متحرک باشند، در این صورت ، نیرویی بر یکدیگر وارد می‌‌کنند که آن را ''نیروی مغناطیسی'' می‌نامند.|| +






||هرگاه دو ((بار الکتریکی)) با بارهای {TEX()} {q_1} {TEX} و {TEX()} {q_2} {TEX} در فاصله معین r از یکدیگر قرار گیرند، این دو نیرویی بر همدیگر وارد می‌‌کنند که مقدار و جهت این نیرو با استفاده از ((قانون کولن)) محاسبه می‌شود. حال اگر این بارهای الکتریکی ساکن نبوده و متحرک باشند، در این صورت ، نیرویی بر یکدیگر وارد می‌‌کنند که آن را ''~~navy مغناطیسی~~'' می‌نامند.||



 !مقایسه نیروی مغناطیسی و الکتریکی !مقایسه نیروی مغناطیسی و الکتریکی
-نیروی مغناطیسی میان دو بار ، به خاطر وابستگی به سرعت از ((نیروی الکتریکی)) پیچیده‌تر است. نیروی مغناطیسی با استفاده از ((قانون بیوساوار)) تعیین می‌‌شود. نیروی مغناطیسی و نیروی الکتریکی هر دو نیروی عکس مجذور فاصله هستند، یعنی در هر دو مورد نیرو با مجذور فاصله بین دو ذره باردار نسبت عکس دارد. همچنین در هر دو مورد نیرو با حاصل ضرب اندازه دو بار نسبت مستقیم دارد، اما جهت نیروی مغناطیسی بر خلاف نیروی الکتریکی در راستای خط واصل میان ذرات نیست، یعنی نیروی مغناطیسی یک نیروی مرکزی نیست.

تنها در یک حالت نیروی مغناطیسی می‌‌تواند در امتداد خط واصل میان ذرات باشد و آن زمانی است که \vec v (((سرعت)) ذره بارداری که بر آن نیرو وارد می‌‌شود) بر r یعنی فاصله میان ذرات عمود باشد. در این حالت ، نیرو در صفحه شامل \vec r و \vec v قرار دارد. همچنین خصوصیت دیگری که نیروهای مغناطیسی دارند، این است که نیرو همیشه بر بردار \vec r و \vec v عمود است. به عبارت دیگر ، میدان مغناطیسی B هرچه باشد، حاصل ((ضرب اسکالر)) بردار \vec v در بردار \vec B همواره صفر است. همچنین چون نیروی مغناطیسی بر \vec v عمود است، لذا نمی‌‌تواند بر روی ذره ((کار)) انجام دهد.

در مورد یک زوج ذره باردار اگر سرعت ذره‌ها در مقایسه با ((سرعت نور)) کوچک باشد، در این صورت نسبت نیروی مغناطیسی بر نیروی الکتریکی مقداری بسیار ناچیز خواهد بود. این مطلب نشان دهنده این است که برهمکنش مغناطیسی از برهمکنش الکتریکی بسیار کوچک است، از آنجا که نیروی مغناطیسی در مقایسه با نیروی الکتریکی بسیار کوچک است، به نظر می‌‌رسد که در مقایسه با نیروی الکتریکی می‌‌توان از نیروی مغناطیسی صرف نظر کرد. اما در واقع این گونه نیست، بلکه دستگاه‌هایی از ذرات وجود دارند که این امر در مورد آنها صادق نیست. مخصوصا در مورد ((جریان رسانشی)) که در آن بارهای مثبت و منفی با چگالی یکسان وجود دارند، ((میدان الکتریکی)) ماکروسکوپی صفر است، در صورتی که ((میدان مغناطیسی)) بارهای متحرک صفر نیست.
+نیروی مغناطیسی میان دو بار ، بخاطر وابستگی به سرعت از ((نیروی الکتریکی)) پیچیده‌تر است. نیروی مغناطیسی با استفاده از ((قانون بیوساوار)) تعیین می‌‌شود. نیروی مغناطیسی و نیروی الکتریکی هر دو نیروی عکس مجذور فاصله هستند، یعنی در هر دو مورد نیرو با مجذور فاصله بین دو ذره باردار نسبت عکس دارد. همچنین در هر دو مورد نیرو با حاصل ضرب اندازه دو بار نسبت مستقیم دارد، اما جهت نیروی مغناطیسی بر خلاف نیروی الکتریکی در راستای خط واصل میان ذرات نیست، یعنی نیروی مغناطیسی یک نیروی مرکزی نیست.

تنها در یک حالت نیروی مغناطیسی می‌‌تواند در امتداد خط واصل میان ذرات باشد و آن زمانی است که {TEX()} {\vec v} {TEX} (((سرعت)) ذره بارداری که بر آن نیرو وارد می‌‌شود) بر r یعنی فاصله میان ذرات عمود باشد. در این حالت ، نیرو در صفحه شامل {TEX()} {\vec r و \vec v} {TEX} قرار دارد. همچنین خصوصیت دیگری که نیروهای مغناطیسی دارند، این است که نیرو همیشه بر بردار {TEX()} {\vec r و \vec v} {TEX} عمود است. به عبارت دیگر ، میدان مغناطیسی B هرچه باشد، حاصل ((ضرب اسکالر)) بردار {TEX()} {\vec v} {TEX} در بردار {TEX()} {\vec B} {TEX} همواره صفر است. همچنین چون نیروی مغناطیسی بر {TEX()} {\vec v} {TEX} عمود است، لذا نمی‌‌تواند بر روی ذره کار انجام دهد.
>





{picture file=img/daneshnameh_up/c/c0/p54.png}




>در مورد یک زوج ذره باردار اگر سرعت ذره‌ها در مقایسه با ((سرعت نور)) کوچک باشد، در این صورت نسبت نیروی مغناطیسی بر نیروی الکتریکی مقداری بسیار ناچیز خواهد بود. این مطلب نشان دهنده این است که برهمکنش مغناطیسی از برهمکنش الکتریکی بسیار کوچک است، از آنجا که نیروی مغناطیسی در مقایسه با نیروی الکتریکی بسیار کوچک است، به نظر می‌‌رسد که در مقایسه با نیروی الکتریکی می‌‌توان از نیروی مغناطیسی صرف نظر کرد. اما در واقع این گونه نیست، بلکه دستگاه‌هایی از ذرات وجود دارند که این امر در مورد آنها صادق نیست. مخصوصا در مورد ((جریان رسانشی)) که در آن بارهای مثبت و منفی با چگالی یکسان وجود دارند، ((میدان الکتریکی)) ماکروسکوپی صفر است، در صورتی که ((میدان مغناطیسی)) بارهای متحرک صفر نیست.
 !رابطه نیروی مغناطیسی !رابطه نیروی مغناطیسی
-اگر دو ذره باردار که به ترتیب دارای بارهای q_1 و q_2 هستند، با سرعتهای v_1 و v_2 در حرکت باشند، در این صورت این دو ذره علاوه بر نیروی الکتریکی یک نیروی مغناطیسی نیز به یکدیگر وارد می‌‌کنند. به عنوان مثال ، نیرویی که ذره با بار الکتریکی q_1 به ذره با بار الکتریکی q_2 وارد می‌‌کند، از رابطه زیر حاصل می‌‌شود:

::{TEX()} {\vec F = \frac{μ_0}{4π} \frac{q_1 q_2}{r^2} \vec v_2 x (\vec v_1 x {\vec r \over r})} {TEX}::

در این رابطه r فاصله بین دو ذره باردار است. در این رابطه μ_0/4π عدد ثابتی است که برای سازگاری رابطه که یک قانون تجربی است با مجموعه یکاها لازم است. به عنوان مثال ، در ((دستگاه SI)) مقدار عدد به صورت زیر است:

::{TEX()} {μ_0/4π = 10^–7 N.s^2/c^2} {TEX}::
+اگر دو ذره باردار که به ترتیب دارای بارهای {TEX()} {q_1 و q_2} {TEX} هستند، با سرعتهای {TEX()} {v_1 و v_2} {TEX} در حرکت باشند، در این صورت این دو ذره علاوه بر نیروی الکتریکی یک نیروی مغناطیسی نیز به یکدیگر وارد می‌‌کنند. به عنوان مثال ، نیرویی که ذره با بار الکتریکی {TEX()} {q_1} {TEX} به ذره با بار الکتریکی {TEX()} {q_2} {TEX} وارد می‌‌کند، از رابطه زیر حاصل می‌‌شود:

::{TEX()} {\vec F = \frac{\mu_0}{4 \pi} \frac{q_1 q_2}{r^2} \vec v_2 x (\vec v_1 x {\vec r \over r})} {TEX}::

در این رابطه r فاصله بین دو ذره باردار است. در این رابطه {TEX()} {\mu_0 \frac {4 \pi}} {TEX} عدد ثابتی است که برای سازگاری رابطه که یک قانون تجربی است با مجموعه یکاها لازم است. به عنوان مثال ، در ((دستگاه SI)) مقدار عدد به صورت زیر است:

::{TEX()} {\mu_0 \frac {4 \pi} = 10^{–7} N.s^2 \frac c^2} {TEX}::
 !میدان مغناطیسی !میدان مغناطیسی
 با وارد کردن مفهوم جدیدی به نام میدان مغناطیسی می‌‌توانیم رابطه نیروی مغناطیسی را ساده‌تر کنیم. برای این کار فرض می‌‌کنیم که هر ذره باردار در محل ذره دیگر یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌‌کند که این میدان بر این ذره نیرو وارد می‌‌کند. اهمیت مفهوم میدان در این است که علاوه بر ذرات باردار می‌‌توانیم نیروی مغناطیسی حاصل از ((توزیع بار|توزیع‌های سطحی)) و حجمی بار را نیز به راحتی محاسبه کنیم.

میدان مغناطیسی را به این صورت تعریف می‌‌کنیم که فرض کنید یک ''بار آزمون'' با بار الکتریکی q و سرعت v در میدان مغناطیسی حاصل از یک ذره باردار حرکت کند، بر این ذره آزمون نیروی مغناطیسی وارد می‌‌شود که مقدار آن از رابطه {TEX()} {\vec F = q \vec v x \vec B} {TEX} حاصل می‌‌شود . حال اگر این رابطه را با رابطه نیروی مغناطیسی مقایسه کنیم، رابطه میدان مغناطیسی به راحتی حاصل می‌‌شود.
 با وارد کردن مفهوم جدیدی به نام میدان مغناطیسی می‌‌توانیم رابطه نیروی مغناطیسی را ساده‌تر کنیم. برای این کار فرض می‌‌کنیم که هر ذره باردار در محل ذره دیگر یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌‌کند که این میدان بر این ذره نیرو وارد می‌‌کند. اهمیت مفهوم میدان در این است که علاوه بر ذرات باردار می‌‌توانیم نیروی مغناطیسی حاصل از ((توزیع بار|توزیع‌های سطحی)) و حجمی بار را نیز به راحتی محاسبه کنیم.

میدان مغناطیسی را به این صورت تعریف می‌‌کنیم که فرض کنید یک ''بار آزمون'' با بار الکتریکی q و سرعت v در میدان مغناطیسی حاصل از یک ذره باردار حرکت کند، بر این ذره آزمون نیروی مغناطیسی وارد می‌‌شود که مقدار آن از رابطه {TEX()} {\vec F = q \vec v x \vec B} {TEX} حاصل می‌‌شود . حال اگر این رابطه را با رابطه نیروی مغناطیسی مقایسه کنیم، رابطه میدان مغناطیسی به راحتی حاصل می‌‌شود.
 !نیروی مغناطیسی وارد بر سیم حامل جریان !نیروی مغناطیسی وارد بر سیم حامل جریان
 در مورد دستگاهی از ذرات باردار ، به ویژه در جریان رسانش ، چون بارهای مثبت و منفی با چگالی‌های برابر وجود دارند، لذا میدان الکتریکی ماکروسکوپی صفر بوده و فقط میدان مغناطیسی خواهیم داشت. حال اگر سیمی را که حامل ((جریان الکتریکی)) I باشد، در این میدان مغتاطیسی قرار دهیم، بر سیم حامل جریان یک نیروی مغناطیسی وارد می‌‌شود.

مقدار این نیرو از یک رابطه انتگرالی محاسبه می‌‌شود، ولی جهت آن با استفاده از ((قاعده دست راست)) مشخص می‌‌شود. در صورتی که سیم یک مدار بسته باشد، در این حالت اگر میدان مغناطیسی یکنواخت باشد، بر این سیم هیچ نیروی وارد نمی‌‌شود، اما ((گشتاور نیرو|گشتاور نیروی)) وارد بر سیم صفر نخواهد بود.
 در مورد دستگاهی از ذرات باردار ، به ویژه در جریان رسانش ، چون بارهای مثبت و منفی با چگالی‌های برابر وجود دارند، لذا میدان الکتریکی ماکروسکوپی صفر بوده و فقط میدان مغناطیسی خواهیم داشت. حال اگر سیمی را که حامل ((جریان الکتریکی)) I باشد، در این میدان مغتاطیسی قرار دهیم، بر سیم حامل جریان یک نیروی مغناطیسی وارد می‌‌شود.

مقدار این نیرو از یک رابطه انتگرالی محاسبه می‌‌شود، ولی جهت آن با استفاده از ((قاعده دست راست)) مشخص می‌‌شود. در صورتی که سیم یک مدار بسته باشد، در این حالت اگر میدان مغناطیسی یکنواخت باشد، بر این سیم هیچ نیروی وارد نمی‌‌شود، اما ((گشتاور نیرو|گشتاور نیروی)) وارد بر سیم صفر نخواهد بود.
 !مباحث مرتبط با عنوان !مباحث مرتبط با عنوان
 *((بار الکتریکی))  *((بار الکتریکی))
 *((جریان رسانشی)) *((جریان رسانشی))
 *((قاعده دست راست)) *((قاعده دست راست))
 *((قانون بیوساوار))  *((قانون بیوساوار))
 *((قانون کولن)) *((قانون کولن))
 *((میدان الکتریکی))  *((میدان الکتریکی))
 *((میدان مغناطیسی)) *((میدان مغناطیسی))
 *((نیروی الکتریکی))  *((نیروی الکتریکی))
 *((نیروی لورنتس)) *((نیروی لورنتس))

تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 دوشنبه 08 خرداد 1385 [10:23 ]   4   مجید آقاپور      جاری 
 دوشنبه 19 دی 1384 [15:40 ]   3   مجید آقاپور      v  c  d  s 
 سه شنبه 07 تیر 1384 [12:11 ]   2   حسین خادم      v  c  d  s 
 چهارشنبه 19 اسفند 1383 [09:10 ]   1   حسین خادم      v  c  d  s 


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..