Lực Lorentz. Nguyên Lý Chung Của Thiết Bị

BÀI VĂN

Về chủ đề "Vật lý" Chủ đề: "Ứng dụng của lực Lorentz"

Hoàn thành bởi: Sinh viên nhóm T-10915Logunova M.V.

Giáo viênVorontsov B.S.

Kurgan 2016

Giới thiệu. 3

1. Sử dụng lực Lorentz. 4

.. 4

1.2 Khối phổ. 6

1. Máy phát điện 3 MHD. 7

1,4 Cyclotron. 8

Sự kết luận. mười một

Danh sách các tài liệu đã sử dụng .. 13

Giới thiệu

Lực Lorentz- lực mà trường điện từ, theo điện động lực học cổ điển (phi lượng tử), tác dụng lên một hạt mang điện. Đôi khi lực Lorentz được gọi là lực tác dụng lên vật chuyển động với tốc độ υ thù lao q chỉ từ phía của từ trường, thường là toàn bộ lực - từ phía của trường điện từ nói chung, nói cách khác, từ phía của điện E và từ tính B lĩnh vực.

Trong Hệ thống Đơn vị Quốc tế (SI), nó được biểu thị như sau:

F L = q υ B sinα

Nó được đặt theo tên của nhà vật lý người Hà Lan Hendrik Lorenz, người đã phát triển một biểu thức cho lực này vào năm 1892. Ba năm trước Lorentz, O. Heaviside đã tìm ra biểu thức đúng.

Biểu hiện vĩ mô của lực Lorentz là lực Ampère.

Sử dụng lực Lorentz

Tác động của từ trường lên các hạt mang điện chuyển động được sử dụng rất rộng rãi trong công nghệ.

Ứng dụng chính của lực Lorentz (chính xác hơn là trường hợp đặc biệt của nó - lực Ampère) là các máy điện (động cơ điện và máy phát điện). Lực Lorentz được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử để tác động lên các hạt mang điện (electron và đôi khi là ion), ví dụ, trong truyền hình ống tia âm cực, trong khối phổ và Máy phát MHD.

Ngoài ra, trong các cơ sở thí nghiệm hiện đang được tạo ra để thực hiện phản ứng nhiệt hạch có điều khiển, tác động của từ trường lên plasma được sử dụng để xoắn nó thành một sợi dây không chạm vào thành của buồng làm việc. Chuyển động của các hạt mang điện trong một vòng tròn trong từ trường đều và sự độc lập của chu kỳ chuyển động đó với tốc độ của hạt được sử dụng trong máy gia tốc tuần hoàn của các hạt mang điện - xyclotron.

1. 1. Các thiết bị chùm tia điện tử

Thiết bị chùm tia điện tử (EBD) - một loại thiết bị điện tử chân không sử dụng một dòng điện tử tập trung ở dạng một chùm tia hoặc chùm tia đơn lẻ, được điều khiển bằng cả cường độ (dòng điện) và vị trí trong không gian, và tương tác với mục tiêu không gian cố định (màn hình) của thiết bị. Phạm vi chính của ELP là chuyển đổi thông tin quang thành tín hiệu điện và chuyển đổi nghịch đảo tín hiệu điện thành tín hiệu quang, ví dụ, thành hình ảnh truyền hình nhìn thấy được.

Nhóm thiết bị tia âm cực không bao gồm ống tia X, tế bào quang điện, bộ nhân quang, thiết bị phóng điện khí (dekatron) và đèn điện tử khuếch đại (tetrode chùm, đèn báo chân không điện, đèn phát xạ thứ cấp, v.v.) có chùm tia dạng của dòng điện.

Một thiết bị chùm tia điện tử bao gồm ít nhất ba phần chính:

· Đèn rọi điện tử (súng) tạo thành một chùm tia điện tử (hoặc một chùm tia, ví dụ, ba chùm tia trong kính động màu) và điều khiển cường độ (dòng điện) của nó;

· Hệ thống làm lệch hướng kiểm soát vị trí không gian của chùm tia (độ lệch của nó so với trục đèn chiếu);

· Mục tiêu (màn hình) của ELP nhận chuyển đổi năng lượng của chùm tia thành quang thông của hình ảnh nhìn thấy được; mục tiêu của ELP truyền hoặc lưu trữ tích lũy một điện thế không gian được đọc bởi một chùm điện tử quét

Cơm. 1 thiết bị CRT

Nguyên lý chung của thiết bị.

Một chân không sâu được tạo ra trong bể CRT. Để tạo ra một chùm tia điện tử, một thiết bị được gọi là súng bắn điện tử được sử dụng. Catốt bị đốt nóng bởi dây tóc phát ra các êlectron. Bằng cách thay đổi điện áp trên điện cực điều khiển (bộ điều chế), bạn có thể thay đổi cường độ của chùm điện tử và theo đó, độ sáng của hình ảnh. Sau khi rời súng, các êlectron được gia tốc bởi cực dương. Tiếp theo, chùm tia đi qua một hệ thống làm lệch hướng, hệ thống này có thể thay đổi hướng của chùm tia. Trong các CRT truyền hình, một hệ thống làm lệch từ được sử dụng vì nó cung cấp các góc lệch lớn. Trong CRT của máy hiện sóng, một hệ thống làm lệch tĩnh điện được sử dụng vì nó cung cấp phản ứng nhanh hơn. Chùm tia điện tử chiếu vào màn hình được phủ một lớp phốt pho. Từ sự bắn phá của các electron, photpho phát sáng và một điểm chuyển động nhanh có độ sáng thay đổi tạo ra hình ảnh trên màn hình.

1.2 Khối phổ

Cơm. 2

Tác dụng của lực Lorentz cũng được sử dụng trong các thiết bị gọi là máy đo khối phổ, được thiết kế để tách các hạt mang điện theo các điện tích cụ thể của chúng.

Khối phổ(phổ khối lượng, phổ khối lượng, phân tích khối phổ, phân tích khối phổ) - một phương pháp nghiên cứu một chất dựa trên việc xác định tỷ lệ khối lượng trên điện tích của các ion được tạo thành bởi sự ion hóa của các thành phần mẫu quan tâm. Một trong những phương pháp mạnh mẽ nhất để xác định định tính các chất, cũng cho phép xác định định lượng. Chúng ta có thể nói rằng khối phổ là phép "cân" các phân tử trong mẫu.

Sơ đồ của máy quang phổ khối lượng đơn giản nhất được thể hiện trong Hình 2.

Trong buồng 1 hút không khí có nguồn ion 3. Buồng đặt trong từ trường đều, tại mỗi điểm đều có cảm ứng B⃗ B → vuông góc với mặt phẳng hình vẽ và hướng về phía ta. (trong Hình 1, trường này được biểu thị bằng các vòng tròn). Một hiệu điện thế gia tốc được đặt giữa các điện cực A và B, dưới tác dụng của các ion phát ra từ nguồn được gia tốc và đi vào từ trường với một tốc độ nhất định vuông góc với các đường cảm ứng. Chuyển động trong từ trường dọc theo một cung tròn, các ion rơi trên tấm ảnh 2, từ đó xác định được bán kính R của cung tròn này. Biết cảm ứng từ trường B và tốc độ υ của các ion, theo công thức

điện tích riêng của các ion có thể được xác định. Và nếu biết điện tích của một ion, thì khối lượng của nó có thể được tính toán.

Lịch sử của khối phổ bắt đầu với những thí nghiệm cơ bản của J. J. Thomson vào đầu thế kỷ 20. Phần cuối "-metria" trong tên của phương pháp này xuất hiện sau quá trình chuyển đổi rộng rãi từ việc phát hiện các hạt tích điện bằng cách sử dụng các tấm ảnh sang phép đo điện của dòng ion.

Khối phổ đặc biệt được sử dụng rộng rãi trong phân tích các chất hữu cơ, vì nó cung cấp khả năng xác định đáng tin cậy của cả các phân tử tương đối đơn giản và phức tạp. Yêu cầu chung duy nhất là phân tử có thể ion hóa. Tuy nhiên, đến nay nó đã

Có rất nhiều cách để ion hóa các thành phần của mẫu mà phép đo khối phổ có thể được coi là một phương pháp gần như phổ quát.

1. Máy phát điện 3 MHD

Máy phát điện từ trường, máy phát điện MHD - một nhà máy điện trong đó năng lượng của chất lỏng hoạt động (môi trường dẫn điện ở thể lỏng hoặc thể khí) chuyển động trong từ trường được chuyển đổi trực tiếp thành năng lượng điện.

Nguyên lý hoạt động của máy phát MHD, giống như máy phát điện thông thường, dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ, tức là xuất hiện dòng điện trong dây dẫn đi qua các đường sức từ. Không giống như máy phát điện, vật dẫn trong máy phát MHD chính là chất lỏng làm việc.

Cơ thể làm việc chuyển động trong từ trường, và dưới tác dụng của từ trường, các dòng mang điện tích có hướng ngược nhau sẽ phát sinh.

Lực Lorentz tác dụng lên một hạt mang điện.

Phương tiện sau có thể đóng vai trò là cơ quan làm việc của bộ tạo MHD:

· Chất điện giải;

kim loại lỏng;

plasma (khí bị ion hóa).

Máy phát điện MHD đầu tiên sử dụng chất lỏng dẫn điện (chất điện phân) làm chất lỏng hoạt động. Hiện nay người ta sử dụng plasma, trong đó vật mang điện tích chủ yếu là các electron tự do và các ion dương. Dưới tác dụng của từ trường, các hạt tải điện lệch khỏi quỹ đạo mà chất khí sẽ chuyển động khi không có trường. Trong trường hợp này, trong một từ trường mạnh, một trường Hall (xem hiệu ứng Hall) có thể sinh ra - một điện trường hình thành do va chạm và sự dịch chuyển của các hạt mang điện trong một mặt phẳng vuông góc với từ trường.

1,4 Cyclotron

Cyclotron là một máy gia tốc tuần hoàn cộng hưởng của các hạt mang điện nặng không tương quan (proton, ion), trong đó các hạt chuyển động trong một từ trường không đổi và đều, và điện trường cao tần có tần số không đổi được sử dụng để tăng tốc chúng.

Sơ đồ của thiết bị cyclotron được thể hiện trong Hình 3. Các hạt mang điện nặng (proton, ion) đi vào buồng từ một kim phun gần tâm buồng và được tăng tốc bởi một trường xoay chiều có tần số cố định đặt vào các điện cực gia tốc (có hai trong số chúng và chúng được gọi là dees). Hạt có điện tích Ze và khối lượng m chuyển động trong từ trường không đổi có cường độ B, hướng vuông góc với mặt phẳng chuyển động của hạt, theo đường xoắn ốc không đổi. Bán kính R của quỹ đạo của hạt có vận tốc v được xác định theo công thức

trong đó γ = -1/2 là hệ số tương đối.

Trong một xyclotron đối với hạt không tương quan (γ ≈ 1) trong từ trường không đổi và đều, bán kính quỹ đạo tỷ lệ với vận tốc (1) và tần số quay của hạt không tương quan (tần số xyclotron không phụ thuộc vào hạt năng lượng

E = mv 2/2 = (Ze) 2 B 2 R 2 / (2m) (3)

Trong khoảng trống giữa các tấm kim loại, các hạt được gia tốc bởi một điện trường xung (không có điện trường bên trong các tấm kim loại rỗng). Kết quả là năng lượng và bán kính của quỹ đạo tăng lên. Bằng cách lặp lại gia tốc của điện trường tại mỗi vòng quay, năng lượng và bán kính của quỹ đạo được đưa đến giá trị lớn nhất cho phép. Trong trường hợp này, các hạt có vận tốc v = ZeBR / m và năng lượng tương ứng với nó:

Ở vòng xoắn cuối cùng, một điện trường lệch hướng được bật lên, đưa chùm tia ra ngoài. Sự không đổi của từ trường và tần số của trường gia tốc làm cho gia tốc liên tục có thể. Trong khi một số hạt di chuyển dọc theo các vòng ngoài của xoắn ốc, những hạt khác nằm ở giữa đường, và những hạt khác vẫn đang bắt đầu chuyển động.

Nhược điểm của cyclotron là sự hạn chế bởi năng lượng hạt không tương đối tính về cơ bản, vì các hiệu chỉnh tương đối thậm chí không lớn lắm (độ lệch của γ so với sự thống nhất) vi phạm tính đồng bộ của gia tốc trên các vòng quay khác nhau và các hạt có năng lượng tăng lên đáng kể không còn thời gian nữa. trong khoảng cách giữa các de trong pha của điện trường cần thiết cho gia tốc. Trong các cyclotron thông thường, proton có thể được tăng tốc lên đến 20-25 MeV.

Để tăng tốc các hạt nặng trong chế độ xoắn ốc không quay đến năng lượng cao hơn mười lần (lên đến 1000 MeV), một biến đổi của cyclotron được sử dụng, được gọi là đẳng cấp(tương đối tính) cyclotron, cũng như một phasotron. Trong các cyclotron đẳng thời, hiệu ứng tương đối tính được bù bằng sự gia tăng hướng tâm trong từ trường.

Sự kết luận

Văn bản bị ẩn

Kết luận bằng văn bản (cơ bản nhất cho tất cả các tiểu đoạn của phần đầu tiên - nguyên tắc hoạt động, định nghĩa)

Danh sách tài liệu đã sử dụng

1. Wikipedia [Nguồn điện tử]: Lực Lorentz. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Lorenz_force

2. Wikipedia [Nguồn điện tử]: Máy phát điện từ khí. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Magnetohydrodynamic_generator

3. Wikipedia [Nguồn điện tử]: Các thiết bị chùm tia điện tử. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Electron-beam_devices

4. Wikipedia [Nguồn điện tử]: Khối phổ. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Mass phổ kế

5. Vật lý hạt nhân trên Internet [Nguồn điện tử]: Cyclotron. URL: http://nuclphys.sinp.msu.ru/experiment/accelerators/ciclotron.htm

6. Sách giáo khoa điện tử vật lý [Nguồn điện tử]: T. Các ứng dụng của lực Lorentz // URL: http://www.physbook.ru/index.php/ T._Application_of_Lorentz_force

7. Viện sĩ [Nguồn điện tử]: Máy tạo từ trường sinh học // URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/MAGNETOHYDRODYNAMIC

© 2015-2019 trang web Tất cả các quyền thuộc về tác giả của họ. Trang web này không yêu cầu quyền tác giả, nhưng cung cấp quyền sử dụng miễn phí. Ngày tạo trang: 2017-03-31

Trong mối quan hệ với tất cả các ngón tay khác, trong cùng một mặt phẳng với lòng bàn tay.

Hãy tưởng tượng rằng bốn ngón tay của lòng bàn tay mà bạn nắm lại với nhau cho thấy chiều hướng tốc độ của điện tích, nếu nó là dương, hoặc ngược lại với tốc độ chiều hướng nếu tính phí.

Lực lượng Lorenz có thể bằng 0 và không có thành phần vectơ. Điều này xảy ra khi quỹ đạo của hạt mang điện song song với đường sức từ. Trong trường hợp này, hạt có quỹ đạo chuyển động thẳng và không đổi. Lực lượng Lorenz không ảnh hưởng đến chuyển động của hạt theo bất kỳ cách nào, bởi vì trong trường hợp này, nó hoàn toàn vắng mặt.

Trong trường hợp đơn giản nhất, một hạt mang điện có quỹ đạo chuyển động vuông góc với đường sức từ. Sau đó, sức mạnh Lorenz tạo ra một gia tốc hướng tâm, buộc một hạt mang điện chuyển động theo đường tròn.

Ghi chú

Lực Lorentz được phát hiện vào năm 1892 bởi Hendrik Lorentz, một nhà vật lý người Hà Lan. Ngày nay, nó khá thường được sử dụng trong các thiết bị điện khác nhau, hoạt động của chúng phụ thuộc vào quỹ đạo của các electron chuyển động. Ví dụ, đây là những ống tia âm cực trong ti vi và màn hình. Tất cả các loại máy gia tốc giúp tăng tốc các hạt mang điện đến tốc độ cực lớn, nhờ lực Lorentz, thiết lập quỹ đạo chuyển động của chúng.

Lời khuyên hữu ích

Một trường hợp đặc biệt của lực Lorentz là lực Ampère. Hướng của nó được tính theo quy tắc bàn tay trái.

Nguồn:

• Lực Lorentz
• Quy tắc bàn tay trái lực Lorentz

Điều khá hợp lý và dễ hiểu là trên các phần khác nhau của con đường, tốc độ của cơ thể là không đồng đều, có nơi thì nhanh hơn, có nơi thì chậm hơn. Để đo lường những thay đổi về tốc độ của cơ thể theo các khoảng thời gian, khái niệm " sự tăng tốc". Ở dưới sự tăng tốc m được hiểu là sự thay đổi tốc độ chuyển động của một vật của cơ thể trong một khoảng thời gian nhất định, trong đó xảy ra sự thay đổi tốc độ.

Bạn sẽ cần

• Biết tốc độ chuyển động của một vật ở những vùng khác nhau trong những khoảng thời gian khác nhau.

Hướng dẫn

Định nghĩa gia tốc tại gia tốc biến đổi đều. Loại chuyển động này là một vật tăng tốc bằng cùng một giá trị trong những thời gian bằng nhau. Gọi tại một trong những thời điểm t1 chuyển động của nó là v1 và tại thời điểm t2 tốc độ sẽ là v2. Sau đó, đối tượng có thể được tính bằng công thức: a = (v2-v1) / (t2-t1)

Cảm ứng từ là một đại lượng vectơ, do đó, ngoài giá trị tuyệt đối, nó còn có đặc điểm là chiều hướng. Để tìm nó, bạn cần tìm các cực của nam châm vĩnh cửu hoặc chiều của dòng điện tạo ra từ trường.

Bạn sẽ cần

• - nam châm tham chiếu;
• - nguồn hiện tại;
• - gimlet bên phải;
• - người dẫn trực tiếp;
• - cuộn dây, cuộn dây, cuộn dây điện từ.

Hướng dẫn

từ tính hướng dẫn. Để làm điều này, hãy tìm nó và cực. Thông thường nam châm có màu xanh lam, và phía nam là ¬–. Nếu các cực của nam châm chưa biết, lấy một nam châm đối chứng và đưa nó với cực bắc đến cực chưa biết. Đầu bị hút vào cực bắc của nam châm chuẩn sẽ là cực của nam châm mà cảm ứng trường đang được đo. dòng từ tính hướng dẫn thoát khỏi cực bắc và đi vào cực nam. Vectơ tại mỗi điểm của đoạn thẳng đi theo phương tiếp tuyến của đoạn thẳng.

Xác định hướng của vectơ từ tính hướng dẫn dây dẫn trực tiếp với dòng điện. Dòng điện chạy từ cực dương của nguồn sang cực âm. Lấy gimlet, được vặn vào khi xoay theo chiều kim đồng hồ, nó được gọi là đúng. Bắt đầu vặn nó theo hướng dòng điện chạy từ dây dẫn. Xoay tay cầm sẽ hiển thị hướng của các đường tròn khép kín từ tính hướng dẫn. Véc tơ từ tính hướng dẫn trong trường hợp này sẽ truyền tiếp tuyến với đường tròn.

Tìm chiều của đường sức từ của cuộn dây với dòng điện, hoặc. Để làm điều này, hãy kết nối dây dẫn với nguồn hiện tại. Lấy gimlet bên phải và xoay tay cầm của nó theo chiều dòng điện chạy qua các vòng từ cực dương của nguồn dòng sang cực âm. Chuyển động tịnh tiến của thanh gimlet sẽ cho biết hướng của đường sức từ. Ví dụ: nếu tay cầm của gimlet theo hướng của dòng điện ngược chiều kim đồng hồ (bên trái), thì nó sẽ xoắn lại, chuyển động về phía người quan sát. Do đó, các từ trường cũng hướng về phía người quan sát. Bên trong cuộn dây, cuộn dây hoặc cuộn dây điện từ, các đường sức của từ trường là thẳng, có hướng và giá trị tuyệt đối của chúng trùng với vectơ từ tính hướng dẫn.

Lời khuyên hữu ích

Là chiếc gimlet phù hợp, bạn có thể sử dụng một cái vặn nút chai thông thường để mở chai.

Cảm ứng xảy ra trong vật dẫn khi vượt qua các đường sức, nếu nó được chuyển động trong từ trường. Cảm ứng được đặc trưng bởi một hướng có thể được xác định theo các quy tắc đã thiết lập.

Bạn sẽ cần

• - dây dẫn có dòng điện trong từ trường;
• - gimlet hoặc vít;
• - điện từ có dòng điện trong từ trường;

Hướng dẫn

Để tìm ra hướng cảm ứng, bạn nên sử dụng một trong hai điều: quy tắc gimlet hoặc quy tắc bàn tay phải. Đầu tiên chủ yếu là đối với một dây dẫn thẳng trong đó có dòng điện. Quy tắc bàn tay phải áp dụng cho cuộn dây hoặc cuộn dây điện từ được cung cấp bởi dòng điện.

Để tìm ra hướng của cảm ứng bằng cách sử dụng quy tắc gimlet, hãy xác định cực của dây. Dòng điện luôn chạy từ dương sang âm. Đặt gimlet hoặc vít dọc theo dây dẫn dòng điện: mũi gimlet nên nhìn về cực âm và tay cầm hướng về cực dương. Bắt đầu xoay gimlet hoặc vít như thể đang vặn nó. Cảm ứng tạo thành có dạng các vòng tròn khép kín xung quanh dây dẫn được cung cấp bởi dòng điện. Hướng của cảm ứng sẽ trùng với hướng quay của tay cầm gimlet hoặc đầu vít.

Quy tắc bàn tay phải nói: Nếu bạn lấy cuộn dây hoặc cuộn dây điện từ trong lòng bàn tay phải, sao cho bốn ngón tay nằm theo hướng của dòng điện lần lượt, thì ngón tay cái đặt sang một bên sẽ cho biết hướng cảm ứng.

Để xác định chiều của cảm ứng bằng tay phải lấy một cuộn dây điện từ hoặc một cuộn dây có dòng điện sao cho lòng bàn tay nằm trên cực dương, và bốn ngón tay của bàn tay theo chiều dòng điện lần lượt: ngón tay gần dấu cộng hơn và ngón trỏ gần hơn. Đặt ngón tay cái của bạn sang một bên (như thể hiện cử chỉ ""). Hướng của ngón tay cái sẽ cho biết hướng của cảm ứng.

Các video liên quan

Ghi chú

Nếu hướng của dòng điện trong dây dẫn bị thay đổi, thì gimlet phải được tháo xoắn, nghĩa là quay ngược chiều kim đồng hồ. Hướng của cảm ứng cũng sẽ trùng với hướng quay của tay cầm gimlet.

Lời khuyên hữu ích

Bạn có thể xác định hướng của cảm ứng bằng cách tưởng tượng trong tâm trí sự quay của một gimlet hoặc vít. Bạn không cần phải có nó trong tay.

Nguồn:

• Cảm ứng điện từ

Dưới đường cảm ứng hiểu đường sức của từ trường. Để có được thông tin về loại vật chất này, chỉ cần biết giá trị tuyệt đối của cảm ứng là chưa đủ, người ta còn phải biết hướng của nó. Hướng của đường cảm ứng có thể được tìm thấy bằng cách sử dụng các dụng cụ đặc biệt hoặc sử dụng các quy tắc.

Bạn sẽ cần

• - dây dẫn thẳng và tròn;
• - nguồn dòng điện một chiều;
• - Nam châm vĩnh cửu.

Hướng dẫn

Kết nối một dây dẫn thẳng với nguồn điện một chiều. Nếu một dòng điện chạy qua nó, nó là một từ trường, các đường sức của chúng là những đường tròn đồng tâm. Xác định phương của các đường sức bằng quy tắc. Gimlet bên phải là một con vít di chuyển về phía trước khi xoay sang phải (theo chiều kim đồng hồ).

Xác định chiều của dòng điện trong dây dẫn, cho rằng nó chạy từ cực dương của nguồn sang cực âm. Đặt trục vít song song với dây dẫn. Bắt đầu quay nó để thanh bắt đầu chuyển động theo hướng của dòng điện. Trong trường hợp này, hướng quay của tay cầm sẽ hiển thị hướng của đường sức từ.

Cùng với lực Ampère, tương tác Coulomb, trường điện từ, khái niệm lực Lorentz thường gặp trong vật lý. Hiện tượng này là một trong những hiện tượng cơ bản trong kỹ thuật điện và điện tử, cùng với, và những hiện tượng khác. Nó tác dụng lên các điện tích chuyển động trong từ trường. Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét một cách ngắn gọn và rõ ràng lực Lorentz là gì và nó được áp dụng ở đâu.

Sự định nghĩa

Khi các electron di chuyển qua một vật dẫn, một từ trường phát triển xung quanh nó. Đồng thời, nếu bạn đặt vật dẫn trong từ trường ngang và di chuyển nó, một EMF của cảm ứng điện từ sẽ xảy ra. Nếu dòng điện chạy qua vật dẫn đặt trong từ trường thì lực Ampe tác dụng lên vật đó.

Giá trị của nó phụ thuộc vào cường độ dòng điện chạy qua, chiều dài của dây dẫn, độ lớn của vectơ cảm ứng từ và sin của góc giữa đường sức từ và vật dẫn. Nó được tính theo công thức:

Lực đang được xem xét tương tự như lực được thảo luận ở trên, nhưng nó không tác dụng lên vật dẫn, mà tác dụng lên một hạt mang điện chuyển động trong từ trường. Công thức có dạng như sau:

Quan trọng! Lực Lorentz (Fl) tác dụng lên electron chuyển động trong từ trường, và Ampe tác dụng lên vật dẫn.

Từ hai công thức có thể thấy rằng trong cả trường hợp thứ nhất và thứ hai, sin của góc alpha càng gần 90 độ thì Fa hoặc Fl có tác dụng lên vật dẫn hoặc điện tích tương ứng càng lớn.

Vì vậy, lực Lorentz đặc trưng không phải là sự thay đổi độ lớn của vận tốc, mà là loại ảnh hưởng nào xảy ra từ phía của từ trường lên một electron mang điện hoặc một ion dương. Khi tiếp xúc với chúng, Fl không hoạt động. Theo đó, hướng của vận tốc của hạt mang điện thay đổi, chứ không phải là độ lớn của nó.

Đối với đơn vị đo của lực Lorentz, như trong trường hợp của các lực khác trong vật lý, một đại lượng như Newton được sử dụng. Các thành phần của nó:

Lực Lorentz có hướng như thế nào?

Để xác định hướng của lực Lorentz, cũng như đối với lực Ampère, quy tắc bàn tay trái hoạt động. Điều này có nghĩa là, để hiểu giá trị của Fl hướng đến đâu, bạn cần mở lòng bàn tay trái để các đường cảm ứng từ đi vào bàn tay và bốn ngón tay dang ra chỉ hướng của vectơ vận tốc. Sau đó, ngón tay cái uốn cong vuông góc với lòng bàn tay, cho biết hướng của lực Lorentz. Trong hình bên dưới bạn thấy cách xác định hướng.

Chú ý! Hướng của công Lorentzian vuông góc với chuyển động của hạt và các đường cảm ứng từ.

Trong trường hợp này, chính xác hơn, đối với các hạt mang điện tích dương và âm, hướng của bốn ngón tay mở rộng có ý nghĩa quan trọng. Quy tắc bàn tay trái được mô tả ở trên được xây dựng cho một hạt dương. Nếu nó mang điện tích âm, thì các đường cảm ứng từ không phải hướng vào lòng bàn tay đang mở mà hướng ra mặt sau của nó, và hướng của vectơ Fl sẽ ngược lại.

Bây giờ chúng ta sẽ nói một cách đơn giản hiện tượng này mang lại cho chúng ta điều gì và tác động thực sự của nó đối với điện tích. Giả sử rằng một êlectron chuyển động trên mặt phẳng vuông góc với phương của các đường cảm ứng từ. Chúng ta đã đề cập rằng Fl không ảnh hưởng đến tốc độ, mà chỉ thay đổi hướng chuyển động của hạt. Khi đó lực Lorentz sẽ có tác dụng hướng tâm. Điều này được phản ánh trong hình bên dưới.

Ứng dụng

Trong tất cả các lĩnh vực mà lực Lorentz được sử dụng, một trong những lĩnh vực lớn nhất là chuyển động của các hạt trong từ trường trái đất. Nếu chúng ta coi hành tinh của chúng ta như một nam châm lớn, thì các hạt ở gần các cực từ phía bắc sẽ chuyển động có gia tốc theo hình xoắn ốc. Kết quả là chúng va chạm với các nguyên tử từ tầng trên của bầu khí quyển, và chúng ta nhìn thấy các ánh sáng phía bắc.

Tuy nhiên, có những trường hợp khác áp dụng hiện tượng này. Ví dụ:

• ống tia âm cực. Trong các hệ thống làm lệch hướng điện từ của họ. CRT đã được sử dụng trong hơn 50 năm trong nhiều loại thiết bị, từ máy hiện sóng đơn giản nhất đến tivi với nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau. Điều tò mò là trong các vấn đề tái tạo màu sắc và làm việc với đồ họa, một số vẫn sử dụng màn hình CRT.
• Máy điện - máy phát điện và động cơ. Mặc dù lực của Ampere có nhiều khả năng tác động ở đây. Nhưng các đại lượng này có thể coi là liền nhau. Tuy nhiên, đây là những thiết bị phức tạp trong quá trình hoạt động chịu ảnh hưởng của nhiều hiện tượng vật lý.
• Trong máy gia tốc hạt tích điện để thiết lập quỹ đạo và hướng của chúng.

Sự kết luận

Để tóm tắt và phác thảo bốn chủ đề chính của bài viết này bằng những thuật ngữ đơn giản:

1. Lực Lorentz tác dụng lên các hạt mang điện chuyển động trong từ trường. Điều này tuân theo công thức chính.
2. Nó tỷ lệ thuận với tốc độ của hạt mang điện và cảm ứng từ.
3. Không ảnh hưởng đến tốc độ hạt.
4. Ảnh hưởng đến hướng của hạt.

Vai trò của nó khá lớn trong các lĩnh vực “điện”. Một chuyên gia không nên để mất thông tin lý thuyết cơ bản về các quy luật vật lý cơ bản. Kiến thức này sẽ hữu ích, cũng như cho những người đang tham gia vào công việc khoa học, thiết kế và chỉ để phát triển chung.

Bây giờ bạn đã biết lực Lorentz là gì, nó bằng gì và nó tác dụng như thế nào lên các hạt mang điện. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, hãy hỏi chúng ở phần bình luận bên dưới bài viết!

vật liệu

Các định luật cơ bản của động lực học. Các định luật Newton - thứ nhất, thứ hai, thứ ba. Nguyên lý tương đối của Galileo. Định luật vạn vật hấp dẫn. Trọng lực. Lực đàn hồi. Cân nặng. Các lực ma sát - nghỉ, trượt, lăn + ma sát trong chất lỏng và chất khí.

Động học. Các khái niệm cơ bản. Chuyển động thẳng đều. Chuyển động đồng đều. Chuyển động tròn đều. Hệ thống tài liệu tham khảo. Quỹ đạo, độ dời, đường đi, phương trình chuyển động, vận tốc, gia tốc, mối liên hệ giữa vận tốc thẳng và góc.

các cơ chế đơn giản. Cần gạt (đòn bẩy loại thứ nhất và đòn bẩy loại thứ hai). Khối (khối cố định và khối di động). Mặt phẳng nghiêng. Thủy áp. Quy tắc vàng của cơ học

Các định luật bảo toàn trong cơ học. Công cơ học, công, cơ năng, định luật bảo toàn động lượng, định luật bảo toàn cơ năng, cân bằng của chất rắn

Chuyển động tròn. Phương trình chuyển động trong đường tròn. Vận tốc góc. Bình thường = gia tốc hướng tâm. Chu kỳ, tần suất tuần hoàn (luân chuyển). Mối quan hệ giữa vận tốc thẳng và vận tốc góc

Rung động cơ học. Dao động tự do và cưỡng bức. Dao động điều hòa. Các dao động đàn hồi. Con lắc toán học. Sự biến đổi năng lượng trong quá trình dao động điều hòa

sóng cơ học. Vận tốc và bước sóng. Phương trình sóng truyền. Các hiện tượng sóng (nhiễu xạ, giao thoa ...)

Thủy văn và Khí quyển. Áp suất, áp suất thủy tĩnh. Định luật Pascal. Phương trình cơ bản của thủy tĩnh. Giao tiếp tàu. Luật Archimedes. Điều kiện đi thuyền tel. Dòng chảy chất lỏng. Định luật Bernoulli. Công thức Torricelli

Vật lý phân tử. Các điều khoản cơ bản của CNTT-TT. Các khái niệm và công thức cơ bản. Tính chất của khí lý tưởng. Phương trình cơ bản của MKT. Nhiệt độ. Phương trình trạng thái của khí lý tưởng. Phương trình Mendeleev-Klaiperon. Các định luật khí - đẳng nhiệt, đẳng áp, đẳng áp

Quang học sóng. Lý thuyết sóng cơ của ánh sáng. Tính chất sóng của ánh sáng. sự phân tán của ánh sáng. Giao thoa ánh sáng. Nguyên lý Huygens-Fresnel. Sự nhiễu xạ của ánh sáng. Phân cực ánh sáng

Nhiệt động lực học. Nội năng. Công việc. Lượng nhiệt. Các hiện tượng nhiệt. Định luật đầu tiên của nhiệt động lực học. Ứng dụng của định luật đầu tiên của nhiệt động lực học cho các quá trình khác nhau. Phương trình cân bằng nhiệt lượng. Định luật thứ hai của nhiệt động lực học. Động cơ nhiệt

Chất tĩnh điện. Các khái niệm cơ bản. Sạc điện. Định luật bảo toàn điện tích. Định luật Cu lông. Nguyên tắc chồng chất. Lý thuyết về hành động đóng. Điện thế điện trường. Tụ điện.

Dòng điện không đổi. Định luật Ôm cho một đoạn mạch. Hoạt động và nguồn DC. Định luật Joule-Lenz. Định luật Ôm cho một đoạn mạch hoàn chỉnh. Định luật Faraday về sự điện phân. Mạch điện - kết nối nối tiếp và song song. Quy tắc của Kirchhoff.

Dao động điện từ. Dao động điện từ tự do và cưỡng bức. Mạch dao động. Dòng điện xoay chiều. Tụ điện trong đoạn mạch xoay chiều. Một cuộn cảm ("điện từ") trong mạch điện xoay chiều.

Sóng điện từ. Khái niệm về sóng điện từ. Tính chất của sóng điện từ. hiện tượng sóng

Bạn là ở đây bây giờ: Một từ trường. Vectơ cảm ứng từ. Quy tắc gimlet. Định luật Ampe và lực Ampe. Lực Lorentz. Quy tắc bàn tay trái. Cảm ứng điện từ, từ thông, định luật Lenz, định luật cảm ứng điện từ, hiện tượng tự cảm, năng lượng từ trường

Vật lý lượng tử. Giả thuyết của Planck. Hiện tượng hiệu ứng quang điện. Phương trình Einstein. Các photon. Các định đề lượng tử của Bohr.

Các yếu tố của thuyết tương đối. Các định đề của thuyết tương đối. Tính tương đối của đồng thời, khoảng cách, khoảng thời gian. Định luật tương đối tính của phép cộng các vận tốc. Sự phụ thuộc của khối lượng vào tốc độ. Định luật cơ bản của động lực học tương đối tính ...

Sai số của phép đo trực tiếp và gián tiếp. Sai số tuyệt đối, tương đối. Lỗi hệ thống và ngẫu nhiên. Độ lệch chuẩn (sai số). Bảng để xác định sai số của các phép đo gián tiếp của các chức năng khác nhau.

Công suất khuếch đại, tác dụng lên một đoạn dây dẫn có chiều dài Δ l với hiện tại Tôi nằm trong từ trường B,

Biểu thức của lực Ampe có thể được viết dưới dạng:

Lực này được gọi là Lực Lorentz . Góc α trong biểu thức này bằng góc giữa tốc độ và vectơ cảm ứng từ Hướng của lực Lorentz tác dụng lên hạt mang điện dương, cũng như hướng của lực Ampère, có thể được tìm thấy từ quy tắc bàn tay trái hoặc bằng cách quy tắc gimlet. Sự sắp xếp lẫn nhau của các vectơ và đối với một hạt mang điện tích dương được thể hiện trong hình. 1.18.1.

Hình 1.18.1. Sự sắp xếp tương hỗ của các vectơ và môđun lực Lorentz về mặt số học bằng diện tích của hình bình hành được xây dựng trên các vectơ và nhân với điện tích q

Lực Lorentz hướng vuông góc với các vectơ và

Khi một hạt mang điện chuyển động trong từ trường, lực Lorentz không hoạt động. Do đó, môđun của vectơ vận tốc không thay đổi khi hạt chuyển động.

Nếu một hạt mang điện chuyển động trong từ trường đều dưới tác dụng của lực Lorentz và vận tốc của nó nằm trong mặt phẳng vuông góc với vectơ thì hạt đó sẽ chuyển động dọc theo một đường tròn bán kính

Chu kỳ quay của một hạt trong từ trường đều là

triệu tập tần số cyclotron . Tần số xyclotron không phụ thuộc vào vận tốc (và do đó cũng phụ thuộc vào động năng) của hạt. Thực tế này được sử dụng trong cyclotron - máy gia tốc của các hạt nặng (proton, ion). Sơ đồ của cyclotron được hiển thị trong hình. 1.18.3.

Một buồng chân không được đặt giữa các cực của một nam châm điện mạnh, trong đó có hai điện cực dạng nửa trụ rỗng bằng kim loại ( dees ). Một điện áp xoay chiều được áp dụng cho các dees, có tần số bằng tần số cyclotron. Các hạt tích điện được đưa vào tâm của buồng chân không. Các hạt được gia tốc bởi một điện trường trong khoảng cách giữa các hạt. Bên trong dees, các hạt chuyển động dưới tác dụng của lực Lorentz dọc theo các hình bán nguyệt, bán kính của nó tăng lên khi năng lượng của các hạt tăng lên. Mỗi khi một hạt đi qua khoảng trống giữa các hạt, nó được gia tốc bởi điện trường. Do đó, trong cyclotron, cũng như trong tất cả các máy gia tốc khác, một hạt mang điện được gia tốc bởi điện trường, và được giữ trên quỹ đạo bởi từ trường. Cyclotron làm cho nó có thể tăng tốc proton đến năng lượng theo bậc 20 MeV.

Từ trường đồng nhất được sử dụng trong nhiều thiết bị và đặc biệt, trong khối phổ kế - các thiết bị mà bạn có thể đo khối lượng của các hạt mang điện - ion hoặc hạt nhân của các nguyên tử khác nhau. Khối phổ kế được sử dụng để tách đồng vị, nghĩa là, hạt nhân của các nguyên tử có cùng điện tích nhưng khối lượng khác nhau (ví dụ, 20 Ne và 22 Ne). Khối phổ kế đơn giản nhất được trình bày trong hình. 1.18.4. Các ion phát ra từ nguồn S, đi qua một số lỗ nhỏ tạo thành một chùm tia hẹp. Sau đó, họ đi vào bộ chọn tốc độ , trong đó các hạt di chuyển trong vượt qua điện trường và từ trường đồng nhất. Một điện trường được tạo ra giữa các bản của một tụ điện phẳng, một từ trường được tạo ra trong khe giữa các cực của một nam châm điện. Vận tốc ban đầu của hạt mang điện có phương vuông góc với các vectơ và

Một hạt chuyển động trong điện trường và từ trường chéo nhau thì chịu tác dụng của lực điện và Lực từ Lorentz. Cho rằng E = υ B các lực này cân bằng chính xác với nhau. Nếu điều kiện này được đáp ứng, hạt sẽ chuyển động đều và theo đường thẳng và khi bay qua tụ điện, hạt sẽ đi qua lỗ trên màn hình. Đối với các giá trị điện trường và từ trường đã cho, bộ chọn sẽ chọn các hạt chuyển động với tốc độ υ = E / B.

Tiếp theo, các hạt có cùng vận tốc đi vào buồng khối phổ, trong đó một từ trường đều được tạo ra, các hạt chuyển động trong buồng theo mặt phẳng vuông góc với từ trường, dưới tác dụng của lực Lorentz. Quỹ đạo của hạt là những vòng tròn bán kính R = mυ / qB ". Bằng cách đo bán kính của quỹ đạo cho các giá trị đã biết của υ và B " mối quan hệ có thể được xác định q / m. Trong trường hợp đồng vị ( q 1 = q 2) khối phổ kế cho phép bạn tách các hạt có khối lượng khác nhau.

Các máy đo khối phổ hiện đại cho phép đo khối lượng của các hạt mang điện với độ chính xác cao hơn 10–4.

Nếu vận tốc của hạt có thành phần dọc theo hướng của từ trường thì hạt đó sẽ chuyển động trong từ trường đều theo hình xoắn ốc. Trong trường hợp này, bán kính của đường xoắn ốc R phụ thuộc vào môđun thành phần υ ┴ của vectơ vuông góc với từ trường và bước của đường xoắn P- trên môđun của thành phần dọc υ || (Hình 1.18.5).

Do đó, quỹ đạo của một hạt mang điện, giống như nó, xoay quanh các đường cảm ứng từ. Hiện tượng này được sử dụng trong công nghệ cách nhiệt từ tính của plasma nhiệt độ cao, nghĩa là, một chất khí bị ion hóa hoàn toàn ở nhiệt độ theo bậc 10 6 K. Một chất ở trạng thái này thu được trong các cơ sở lắp đặt kiểu "Tokamak" trong nghiên cứu các phản ứng nhiệt hạch có kiểm soát. Plasma không được tiếp xúc với thành của buồng. Cách nhiệt đạt được bằng cách tạo ra một từ trường có cấu hình đặc biệt. Ví dụ, trong hình. 1.18.6 cho thấy quỹ đạo của một hạt mang điện trong chai từ tính(hoặc bị mắc kẹt ).

Hiện tượng tương tự cũng xảy ra trong từ trường của Trái đất, đây là lớp bảo vệ cho tất cả sự sống khỏi các luồng hạt mang điện từ bên ngoài không gian. Các hạt tích điện nhanh từ không gian (chủ yếu là từ Mặt trời) bị từ trường Trái đất "bắt giữ" và tạo thành cái gọi là vành đai bức xạ (Hình 1.18.7), trong đó các hạt, giống như trong bẫy từ, di chuyển qua lại dọc theo quỹ đạo xoắn ốc giữa các cực từ phía bắc và nam theo thời gian theo thứ tự của phần nhỏ của giây. Chỉ ở các vùng cực, một số hạt mới xâm nhập vào tầng trên của bầu khí quyển, gây ra cực quang. Các vành đai bức xạ của Trái đất kéo dài từ khoảng cách 500 km đến hàng chục bán kính của Trái đất. Cần nhớ rằng cực từ phía nam của Trái đất nằm gần cực địa lý bắc (ở phía tây bắc của Greenland). Bản chất của từ tính trên cạn vẫn chưa được nghiên cứu.

câu hỏi kiểm tra

1. Mô tả thí nghiệm của Oersted và Ampère.

2. Nguồn của từ trường là gì?

3. Giả thuyết của Ampère giải thích sự tồn tại của từ trường của nam châm vĩnh cửu là gì?

4. Sự khác nhau cơ bản giữa từ trường và điện trường là gì?

5. Hình thành định nghĩa vectơ cảm ứng từ.

6. Tại sao gọi từ trường là xoáy?

7. Xây dựng luật:

A) Ampe kìm;

B) Bio-Savart-Laplace.

8. Giá trị tuyệt đối của vectơ cảm ứng từ của đường sức điện một chiều là?

9. Xây dựng định nghĩa về đơn vị cường độ dòng điện (ampe) trong Hệ thống đơn vị quốc tế.

10. Viết công thức biểu thị giá trị:

A) môđun của vectơ cảm ứng từ;

B) Các lực của Ampe;

B) Các lực Lorentz;

D) chu kỳ quay của một hạt trong từ trường đều;

E) bán kính cong của đường tròn khi một hạt mang điện chuyển động trong từ trường;

Kiểm tra khả năng tự kiểm soát

Điều gì đã quan sát được trong thí nghiệm của Oersted?

1) Tương tác của hai dây dẫn song song với dòng điện.

2) Tương tác của hai kim nam châm

3) Kim từ trường quay lại gần vật dẫn khi có dòng điện chạy qua nó.

4) Xuất hiện dòng điện trong cuộn cảm khi đẩy nam châm vào.

Làm thế nào để hai vật dẫn song song tương tác với nhau nếu dòng điện chạy qua chúng cùng chiều?

Bị thu hút;

đẩy lùi;

Hợp lực và mômen của các lực đều bằng không.

Lực bằng không, nhưng mômen không bằng không.

Công thức nào xác định biểu thức tính môđun lực Ampe?

Công thức nào xác định biểu thức của môđun lực Lorentz?

B)

TẠI)

G)

0,6 N; 2) 1 N; 3) 1,4 N; 4) 2,4 N.

1) 0,5 T; 2) 1 T; 3) 2 chữ T; 4) 0,8 T .

Một êlectron có tốc độ V bay vào trong từ trường đều có môđun cảm ứng B vuông góc với các đường sức từ. Biểu thức nào ứng với bán kính quỹ đạo của êlectron?

Trả lời 1) 2) 4)

8. Chu kỳ quay của một hạt mang điện trong xyclotron sẽ thay đổi như thế nào khi tốc độ của nó tăng lên 2 lần? (V 0 và có hướng vì q>0 (Hình 2).

Cơm. 2. Để xác định phương của thành phần từ trường của lực Lorentz

Nếu vectơ vuông góc với vectơ , thì hướng của thành phần từ tính của lực Lorentz đối với các hạt mang điện dương có thể được tìm thấy bằng quy tắc bàn tay trái và đối với các hạt mang điện âm bằng quy tắc bàn tay phải. Vì thành phần từ của lực Lorentz luôn hướng vuông góc với vận tốc , thì nó không thực hiện công việc di chuyển hạt. Nó chỉ có thể thay đổi hướng của tốc độ , bẻ cong quỹ đạo của hạt, tức là đóng vai trò là lực hướng tâm.

Định luật Biot-Savart-Laplace được sử dụng để tính toán từ trường (định nghĩa ) do vật dẫn có dòng điện tạo ra.

Theo định luật Biot-Savart-Laplace, mỗi phần tử hướng dòng điện của một vật dẫn tạo ra tại một điểm ở khoảng cách xa từ phần tử này, từ trường, cảm ứng của nó được xác định theo quan hệ:

.

ở đâu H / m là hằng số từ trường; µ là độ từ thẩm của môi trường.

Cơm. 3. Đối với định luật Biot-Savart-Laplace

Chiều hướng trùng với hướng của tích vectơ , I E. vuông góc với mặt phẳng trong đó các vectơ nằm và . Đồng thời là một tiếp tuyến của đường trường, hướng của nó có thể được xác định theo quy tắc gimlet: nếu chuyển động tịnh tiến của đầu gimlet hướng dọc theo dòng điện, thì hướng quay của tay cầm sẽ xác định hướng của đường sức từ (Hình 3).

Để tìm từ trường được tạo ra bởi toàn bộ vật dẫn, bạn cần áp dụng nguyên tắc chồng chất của trường:

.

Ví dụ, hãy tính cảm ứng từ tại tâm của dòng điện tròn (Hình 4).

Cơm. 4. Để tính toán trường ở tâm của dòng điện tròn

Đối với dòng điện tròn và nên quan hệ (5) ở dạng vô hướng có dạng:

Định luật dòng điện đầy đủ (định lý về sự tuần hoàn của cảm ứng từ) là một định luật khác để tính toán từ trường.

Định luật dòng điện toàn phần đối với từ trường trong chân không có dạng:

.

ở đâu B l – hình chiếu trên phần tử dẫn điện hướng bởi dòng điện.

Sự tuần hoàn của vectơ cảm ứng từ dọc theo một mạch kín bất kỳ đều bằng tích của hằng số từ và tổng đại số của các dòng điện được bao phủ bởi mạch này.

Định lý Ostrogradsky-Gauss cho từ trường như sau:

.

ở đâu B N – phép chiếu vector để bình thường vào trang web dS.

Từ thông của vectơ cảm ứng từ qua một mặt kín tùy ý bằng không.

Tính chất của từ trường theo các công thức (9), (10).

Điều kiện để có thế năng của điện trường là bằng không trong tuần hoàn của vectơ cường độ .

Điện trường được tạo ra bởi các điện tích bất động; các đường sức không đóng lại, chúng bắt đầu trên các điện tích dương và kết thúc trên các điện tích âm.

Từ công thức (9), chúng ta thấy rằng trong một từ trường tuần hoàn của vectơ cảm ứng từ là khác không, do đó, từ trường không phải là thế năng.

Theo quan hệ (10), không có điện tích từ trường nào có khả năng tạo ra từ trường tiềm năng. (Trong tĩnh điện, một định lý tương tự có dạng .

Các đường sức từ đóng vào chính nó. Trường như vậy được gọi là trường xoáy. Như vậy, từ trường là một trường xoáy. Hướng của các đường trường được xác định bởi quy tắc gimlet. Trong một dây dẫn dài vô hạn có dòng điện, các đường sức có dạng các vòng tròn đồng tâm bao phủ dây dẫn (Hình 3).