Despre curent si fortele lui

1. FORȚA ELECTROMAGNETICĂ

2. 1. FORȚA LAPLACE
DEFINIȚIE:
Forța Laplace este forța care se exercită
asupra unui conductor parcurs de curent
electric, aflat în câmp magnetic
𝐹 = 𝐼 ∙ (𝑙 × 𝐵)
având modulul 𝐹 = 𝐵𝐼𝑙 sin 𝛼, 𝛼 = (𝑙, 𝐵)

3. FORȚA LAPLACE
ORIENTARE:
- direcția: perpendiculară pe planul determinat
de direcția conductorului și vectorul inducție a
câmpului magnetic
- Sensul: dat de regula triedrului sau de regula
mâinii stângi

4. Regula triedrului
Sensul forței electromagnetice Laplace
este sensul de înaintare a unui șurub drept rotit
astfel încât vectorul 𝑙 (lungimea conductorului
considerată un vector cu sensul intensității
curentului electric, I) să se suprapună pe drumul
cel mai scurt peste vectorul 𝐵.

5. Regula triedrului

6. Regula mâinii stângi
Dacă sensul curentului este indicat de
degetul arătător, iar vectorul 𝐵 intră
perpendicular în podul palmei, sensul forței
Laplace este indicat de degetul mare.
https://youtu.be/GmURfG3tAhg

7. Regula mâinii stângi

8. Definiția inducției câmpului magnetic
Din expresia forței electromagnetice se
definește inducția unui câmp magnetic uniform
ca mărimea fizică vectorială al cărei modul este
egal cu raportul dintre forța electromagnetică
Laplace cu care câmpul acționează asupra unui
conductor rectiliniu așezat perpendicular pe
liniile de câmp și produsul dintre intensitatea
curentului din conductor și lungimea
conductorului: 𝐵 =
𝐹
𝐼𝑙

9. 2. FORȚA LORENTZ
DEFINIȚIE
Forța Lorentz este forța electromagnetică
ce acționează asupra fiecărui purtător mobil de
sarcină electrică aflat în câmp magnetic.
𝑓 = 𝑞(𝑣 × 𝐵
𝑓 = 𝑞𝑣𝐵 sin 𝛼
Formula forței Lorentz rezultă din formula
forței Laplace, calculată pentru un singur
purtător de sarcină electrică.

10. Expresia forței Lorentz - deducere
𝑓𝐿 =
𝐹
𝑛
=
𝐵𝐼𝑙 sin 𝛼
𝑛
=
𝐵𝑄𝑙 sin 𝛼
𝑛𝑡
=
𝐵𝑛𝑞 sin 𝛼
𝑛
∙
𝑙
𝑡
= 𝑞𝑣𝐵 sin 𝛼
n= numărul de purtători de sarcină mobili
(electroni, protoni, etc.)
Q=nq sarcina totală exprimată ca suma tuturor
sarcinilor individuale ale purtătorilor mobili
l/t =v viteza purtătorilor de sarcină în conductor
Sensul forței Lorentz se determină tot cu regula
triedrului sau cu regula mâinii drepte.

11. 3. FORȚA LUI AMPÈRE
DEFINIȚIE
Forța lui Ampère este forța electromagnetică ce
se exercită între două conductoare parcurse de
curent electric prin intermediul câmpurilor
magnetice din jurul conductoarelor (este o altă
variantă a forței electromagnetice Laplace).

12. FORȚA LUI AMPÈRE
Conform experimentelor lui Ampère, două
conductoare rectilinii paralele parcurse de
curenți electrici:
• Se atrag dacă cei doi curenți au același sens
• Se resping dacă cei doi curenți au sensuri
contrare

13. EXPRESIA FORȚEI LUI AMPÈRE
Forța cu care conductorul 1, parcurs de curentul 𝐼1
acționează asupra conductorului parcurs de curentul 𝐼2 va
fi: 𝐹12 = 𝐵1𝐼2𝑙
unde 𝐵1 =
𝜇𝐼1
2𝜋𝑟
Deci: 𝐹12 =
𝜇𝐼1𝐼2𝑙
2𝜋𝑟
Analog, 𝐹21 =
𝜇𝐼2𝐼1𝑙
2𝜋𝑟
Deci, cele două forțe sunt egale în modul și au sensuri
opuse.
Formula lui Ampère permite definirea unității de
măsură a intensității curentului electric.

14. Definiția amperului
(u.m. fundamentală în S.I.)
Un amper este intensitatea curentului
electric constant care se stabilește prin două
conductoare rectilinii paralele foarte lungi,
așezate în vid la distanța de 1 m unul de celălalt,
între care se exercită o forță de 2.10-7 N pe fiecare
metru de lungime.