نیروی وارد بر سیم حامل جریان (Magnetic Force on a Current-Carrying Wire)، در فیزیک (Physics)
انواع نیروها (Force)، در فیزیک (Physics) را در آموزش زیر شرح دادیم :
نیروی وارد بر سیم حامل جریان (Magnetic Force on a Current-Carrying Wire) :
این نیرو در واقع نتیجه مستقیم نیروی مغناطیسی وارد بر بارهای متحرک (الکترون ها) درون یک سیم است. وقتی یک سیم حامل جریان الکتریکی (
\[ I \]) در یک میدان مغناطیسی خارجی (
\[ \vec{B} \]) قرار می گیرد، به هر یک از حامل های بار در حال حرکت در سیم، یک نیروی مغناطیسی وارد می شود. جمع این نیروهای ریز، یک نیروی خالص را به کل سیم وارد می کند.
فرض کنید قطعه ای از سیم به طول
\[ L \](بردار
\[ \vec{L} \]در جهت جریان) داریم که جریان
\[ I \]از آن می گذرد. نیروی وارد بر این سیم در میدان مغناطیسی یکنواخت
\[ \vec{B} \]برابر است با:
\[ \vec{F} = I \, \vec{L} \times \vec{B} \]اندازه این نیرو
\[ F = I L B \sin \theta \]است، که در آن
\[ \theta \]زاویه بین جهت جریان (و جهت
\[ \vec{L} \]) و جهت میدان مغناطیسی
\[ \vec{B} \]است. این نیرو اساس کار موتورهای الکتریکی (Electric Motors) است. در یک موتور، جریان الکتریکی از یک سیم لوله (سیم پیچ) که در میدان مغناطیسی قرار دارد عبور داده می شود. نیروی مغناطیسی وارد بر سیم های سیم لوله، باعث ایجاد یک گشتاور (Torque) و در نتیجه چرخش آن می شود. این نیرو همچنین در ابزارهای اندازه گیری مانند گالوانومترها و بلندگوها نیز کاربرد دارد.
