Lorentzkracht

Van Wikipedia

Lorentzkracht.

In de natuurkunde is de Lorentzkracht de naar Hendrik Lorentz vernoemde kracht die wordt uitgeoefend op een geladen deeltje in een elektromagnetisch veld. Het deeltje zal een elektrische kracht $F_{e} = q\vec E$ ondervinden ten gevolge van het elektrische veld en ten gevolge van het magnetische veld een magnetische kracht $F_{b} = q\vec v_{d} \times \vec B$ (met $\vec v_{d}$ de driftsnelheid). Samen geven ze de Lorentzkracht:

$\vec F=q (\vec E + \vec v \times \vec B)$

In het algemene spraakgebruik wordt vaak alleen de magnetische component als de Lorentzkracht beschouwd.

$\vec F=q \vec v \times \vec B$

Waarin

F de kracht is, uitgedrukt in newton

E het elektrisch veld is, in volt per meter

B het magnetisch veld is, in tesla

q de elektrische lading van het deeltje is, in coulomb

v de snelheid van het deeltje is, in meters per seconde

en $\times$ is het uitproduct.

Bij staafjes en dergelijke, dus als het niet gaat om een deeltje, geldt de volgende wet:

$\vec Fl= \vec B \times \vec I \times \vec L$

Waarin

Fl de kracht is, oftewel de Lorentzkracht in dit geval, uitgedrukt in newton

B het magnetisch veld is, in tesla

I de stroomsterkte van het deeltje is, in ampere

L de lengte van het staafje is, in meters

Om de richting van de Lorentzkracht te bepalen geldt de FBI regel. U vormt een pistool met uw hand door de wijsvinger recht vooruit te steken en een loodrechte hoek te laten vormen met uw duim. Uw duim steekt dan fier omhoog. Vervolgens wijst u met uw duim naar u toe en maakt u met de resterende vingers een loodrechte hoek met de wijsvinger. Deze wijzen dan naar links. Deze resterende vingers duiden dan de richting van de Lorentzkracht aan. Uw wijsvinger geeft de richting van de magnetische veldlijnen aan, en uw duim geeft de richting van de stroomsterkte aan.

We zien dus dat een positief geladen deeltje in dezelfde richting als het elektrisch veld (E) versneld zal worden, maar dat deze loodrecht zal afbuigen ten opzichte van het magnetisch veld (B) volgens de kurkentrekkerregel.

Als je een draad in een magnetisch veld plaatst, ondervindt deze draad ook een Lorentzkracht. Deze hangt af van de sterkte van het magnetisch veld waarin het zich bevindt, de stroomsterkte in de stroomdraad en de lengte van de draad. De formule luidt dan:

$F=B \times I \times l$

met B in tesla, I in ampère, en l in meter.

Als zich meerdere windingen binnen het magnetisch veld bevinden, wordt de kracht er evenredig mee vermenigvuldigd:

$F=B \times I \times l \times n$

waarvan n het aantal windingen.

Onder andere met de 3e rechterhandregel, kun je de richting van deze kracht bepalen. Deze luidt als volgt: Met de wijsvinger de richting van de stroom en met de 4 overige vingers de richting van het magnetish veld. Je handpalm vertelt je dan de richting (zie afbeelding hieronder).

Categorie: Elektromagnetisme

Lorentzkracht

Van Wikipedia

Views

Navigatie

Informatie

Zoeken

in andere talen