11.S: Vikosi vya Magnetic na Mashamba (muhtasari)

Masharti muhimu

cosmic rays	zinajumuisha chembe zinazotokea hasa kutoka nje ya mfumo wa jua na kufikia Dunia
cyclotron	kifaa kutumika kuongeza kasi ya chembe kushtakiwa kwa nguvu kubwa kinetic
dees	vyombo kubwa vya chuma vinavyotumiwa katika cyclotrons ambavyo hutumikia vina mkondo wa chembe za kushtakiwa kama kasi yao inavyoongezeka
gauss	G, kitengo cha nguvu za shamba la magnetic;\(\displaystyle 1G=10^{−4}T\)
Athari ya ukumbi	kuundwa kwa voltage katika conductor sasa kubeba na shamba magnetic
mwendo wa helical	superposition ya mwendo mviringo na mwendo wa mstari wa moja kwa moja kwamba ni kufuatiwa na chembe kushtakiwa kusonga katika eneo la shamba magnetic kwa pembeni kwa shamba
magnetic dipole	kitanzi kilichofungwa-sasa
wakati wa magnetic dipole	IA mrefu ya dipole ya magnetic, pia huitwa\(\displaystyle μ\)
mistari ya shamba la magnetic	curves zinazoendelea zinazoonyesha mwelekeo wa shamba la magnetic; mistari hii inaelekeza katika mwelekeo sawa na pointi za dira, kuelekea pole ya kusini ya magnetic ya sumaku ya bar
nguvu ya magnetic	nguvu kutumika kwa chembe kushtakiwa kusonga kupitia uwanja magnetic
molekuli spectrometer	kifaa kwamba hutenganisha ions kulingana na uwiano wao malipo kwa-molekuli
motor (dc)	kitanzi cha waya katika uwanja wa magnetic; wakati sasa unapitishwa kupitia matanzi, shamba la magnetic lina kasi juu ya matanzi, ambayo huzunguka shimoni; nishati ya umeme inabadilishwa kuwa kazi ya mitambo katika mchakato
kaskazini magnetic pole	sasa ambapo dira inaelekea kaskazini, karibu na Ncha ya Kaskazini ya kijiografia; hii ni pole ya kusini yenye ufanisi ya sumaku ya bar lakini imeshuka kati ya miti ya kaskazini na kusini ya sumaku ya bar mara nyingi juu ya umri wa Dunia
utawala wa mkono wa kulia-1	kutumia mkono wako wa kulia kuamua mwelekeo wa nguvu ya magnetic, kasi ya chembe ya kushtakiwa, au shamba la magnetic
kusini magnetic pole	sasa ambapo dira inaelekea kusini, karibu na Pole ya Kusini ya kijiografia; hii ni pole ya kaskazini yenye ufanisi ya sumaku ya bar lakini imeshuka kama pole ya magnetic ya kaskazini
tesla	SI kitengo cha shamba la magnetic:\(\displaystyle 1 T = 1 N/A-m\)
selector kasi	vifaa ambako mashamba ya umeme na magnetic yaliyovuka yanazalisha vikosi sawa na kinyume kwenye chembe iliyoshtakiwa inayohamia kwa kasi maalum; chembe hii inapita kwa njia ya selector ya kasi isiyoathiriwa na shamba ama wakati chembe zinazohamia na kasi tofauti zinatenganishwa na vifaa.

Mlinganyo muhimu

Nguvu juu ya malipo katika uwanja wa magnetic	\(\displaystyle \vec{F}=q\vec{v}×\vec{B}\)
Ukubwa wa nguvu za magnetic	\(\displaystyle F=qvBsinθ\)
Radi ya njia ya chembe katika uwanja wa magnetic	\(\displaystyle r=\frac{mv}{qB}\)
Kipindi cha mwendo wa chembe katika uwanja wa magnetic	\(\displaystyle T=\frac{2πm}{qB}\)
Nguvu kwenye waya wa sasa wa kubeba katika uwanja wa sare ya magnetic	\(\displaystyle \vec{F}=I\vec{l}×\vec{B}\)
Magnetic dipole wakati	\(\displaystyle \vec{μ}=NIA\hat{n}\)
Torque juu ya kitanzi cha sasa	\(\displaystyle \vec{τ}=\vec{μ}×\vec{B}\)
Nishati ya dipole ya magnetic	\(\displaystyle U=−\vec{μ}⋅\vec{B}\)
Drift kasi katika shamba shilingi umeme na magnetic	\(\displaystyle v_d=\frac{E}{B}\)
Hall uwezo	\(\displaystyle V=\frac{IBl}{neA}\)
Hall uwezo katika suala la kasi drift	\(\displaystyle V=Blv_d\)
Uwiano wa malipo kwa wingi katika spectrometer ya molekuli	\(\displaystyle \frac{q}{m}=\frac{E}{BB_0R}\)
Upeo wa kasi wa chembe katika cyclotron	\(\displaystyle v_{max}=\frac{qBR}{m}\)

Muhtasari

11.2 Magnetism na Uvumbuzi wake wa kihistoria

• Magnetic yana aina mbili za miti ya magnetic, inayoitwa pole ya magnetic kaskazini na pole ya kusini magnetic. Nguzo za magnetic Kaskazini ni zile zinazovutiwa na Pole ya Kaskazini ya kijiografia
• Kama miti kurudia na tofauti na miti kuvutia.
• Uvumbuzi wa jinsi sumaku huitikia mikondo na Oersted na wengine waliunda mfumo uliosababisha uvumbuzi wa vifaa vya kisasa vya elektroniki, motors umeme, na teknolojia ya upigaji picha za magnetic.

11.3 Mashamba ya Magnetic na Mistari

• Mashtaka kusonga katika uwanja magnetic uzoefu nguvu kuamua na\(\displaystyle \vec{F}=q\vec{v}×\vec{B}\). Nguvu ni perpendicular kwa ndege iliyoundwa\(\displaystyle \vec{v}\) na na\(\displaystyle \vec{B}\).
• Mwelekeo wa nguvu juu ya malipo ya kusonga hutolewa na utawala wa mkono wa kulia 1 (RHR-1): Piga vidole vyako kwa kasi, ndege ya magnetic shamba. Anza kwa kuwaelezea katika mwelekeo wa kasi na kufuta kuelekea uwanja wa magnetic. Vipande vya kidole chako kwa uongozi wa nguvu ya magnetic kwa mashtaka mazuri.
• Mashamba ya magnetic yanaweza kuwakilishwa na mistari ya magnetic shamba, ambayo ina mali zifuatazo:

1. Shamba ni tangent kwa mstari wa shamba la magnetic.

2. Nguvu ya shamba ni sawa na wiani wa mstari.

3. Mstari wa shamba hauwezi kuvuka.

4. Mstari wa shamba huunda safu za kuendelea, zilizofungwa.

• Miti ya magnetic daima hutokea kwa jozi za kaskazini na kusini-haiwezekani kutenganisha miti ya kaskazini na kusini.

11.4 Mwendo wa Chembe ya Kushtakiwa katika uwanja wa Magnetic

• Nguvu ya magnetic inaweza kusambaza nguvu ya centripetal na kusababisha chembe iliyoshtakiwa kuhamia kwenye njia ya mviringo ya radius\(\displaystyle r=\frac{mv}{qB}\).
• Kipindi cha mwendo wa mviringo kwa chembe iliyoshtakiwa inayohamia kwenye uwanja wa magnetic perpendicular kwa ndege ya mwendo ni\(\displaystyle T=\frac{2πm}{qB}\).
• Helical mwendo matokeo kama kasi ya chembe kushtakiwa ina sehemu sambamba na shamba magnetic pamoja na sehemu perpendicular kwa shamba magnetic.

Nguvu ya Magnetic ya 11.5 juu ya Kondakta wa Sasa wa

• Sasa umeme hutoa shamba la magnetic karibu na waya.
• Mwelekeo wa uwanja wa magnetic zinazozalishwa unatambuliwa na utawala wa kulia wa 2, ambapo pointi zako za kidole katika mwelekeo wa sasa na vidole vyako vimefungwa karibu na waya kwa uongozi wa shamba la magnetic.
• Nguvu ya magnetic juu ya wasimamizi wa sasa wa kubeba hutolewa na\(\displaystyle \vec{F}=I\vec{l}×\vec{B}\) wapi mimi ni sasa na l ni urefu wa waya katika uwanja sare ya magnetic B.

11.6 Nguvu na Torque juu ya Loop Sasa

• Nguvu ya wavu juu ya kitanzi cha sasa cha sura yoyote ya ndege katika uwanja wa sare ya magnetic ni sifuri.
• Wakati wa wavu τ juu ya kitanzi cha sasa cha kubeba sura yoyote katika uwanja wa sare ya magnetic huhesabiwa kwa kutumia\(\displaystyle τ=\vec{μ}×\vec{B}\) wapi\(\displaystyle \vec{μ}\) wakati wa magnetic dipole na\(\displaystyle \vec{B}\) ni nguvu ya shamba la magnetic.
• Wakati wa magnetic dipole\(\displaystyle μ\) ni bidhaa ya idadi ya zamu ya waya N, sasa katika kitanzi I, na eneo la kitanzi A au\(\displaystyle \vec{μ}=NIA\hat{n}\).

11.7 Athari ya Hall

• Mashamba ya umeme na magnetic ya perpendicular hufanya vikosi sawa na kinyume kwa kasi maalum ya kuingia chembe, na hivyo hufanya kama selector kasi. Kasi ambayo hupita kupitia undeflected ni mahesabu na\(\displaystyle v=\frac{E}{B}\).
• Athari ya Hall inaweza kutumika kupima ishara ya wengi wa flygbolag za malipo kwa metali. Inaweza pia kutumika kupima shamba la magnetic.

11.8 Matumizi ya Vikosi vya Magnetic na Mashamba

• Spectrometer ya molekuli ni kifaa kinachotenganisha ions kulingana na uwiano wao wa malipo hadi molekuli kwa kwanza kuwatuma kupitia selector kasi, halafu shamba sare ya magnetic.
• Cyclotrons hutumiwa kuharakisha chembe za kushtakiwa kwa nguvu kubwa za kinetic kupitia mashamba ya umeme na magnetic.

Wachangiaji na Majina

Template:ContribOpenStaxUni