B는 자기장의 세기 단위는 테슬라구요
I는 도선에 흐르는 전류(이때 전류와 자기장이 수직이어야 하며 수직이 아니면
수직성분만을 구해야 합니다)
L은 자기장 내부를 지나는 도선의 길이 입니다 자기장 밖에 있는 도선의 길이는 생각하지 않습니다
사실 로렌츠 힘은 자기장 내부에서 운동하는 전하가 받는 힘인데요
F=Bqv죠
q는 전하가 가진 전하량
v는 전하의 속도
이때 도선에 흐르는 전하가 전류에 의해 힘을 받아서
Bqv와 같은 방식으로 BIL이라는 힘도 발생하게 되는 것입니다
증명을 하자면
자기장(B)속에서 속력(v)로 움직이는 전하(전하량 q)가 받는 로렌츠 힘의 크기는
F = Bvq
이 전하가 도선에서 움직일 때 길이 L인 도선을 지날 때 걸리는 시간
t = L/v (S=vt 이니까)
전류는 단위시간동 도선의 단면을 지나는 전하량이므로
I = q/t = qv/L , qv = IL
즉, 속력 v로 전하량q가 움직이는 것은 길이 L인 도선에 전류 I가 흐르는 것과 같습니다. 따라서 자기장(B) 속에서 전류(I)가 흐르는 길이(L)인 도선이 받는 힘의 크기는
F = BIL
로렌츠힘을 강하게 하려면
F=BIL 에서 전류를 강하게 하거나
자기장을 세게 하거나
자기장 내부를 지나는 도선이 길면 되겠죠
F=Bqv 에서 전하의 속도를 빠르게하거나
자기장을 세게 하거나
전하량이 크면 됩니다
그림은 제가 어디서 구할 수가 없어서 못 넣었습니다
로렌츠힘에서 플레밍의 왼손법칙(FBI)으로 전류의 방향을 구합니다
혹은
오른손법칙(vBI)도 나오죠
B와 H가 있다.
(두산동아.. 이게 무슨 뜻?) 직선 전류 주위 자기장: 원형 전류 주위 자기장: 직선 전류 주위의
자기장: 원형 전류 주위의 자기장: 솔레노이드 내부 자기장:
자기장B
자기장H
공간의 자기적 특성을
고려하지 않음
고려함
1.고등학교 물리의 자기장 내용 ¶
엄지손가락을 전류 방향으로 하고 오른손으로
도선을 감싸쥐면 네 손가락의 방향이 자기장의 방향.
자기장의 방향은 나침반을 놓으면 N극이 가리키는 방향.
(앙페르의 법칙 : 앙페르_법칙,Ampere_s_law, 오른 나사의 법칙)
역시 오른손을 이용.
n: 단위 길이 당 감은 수
고딩 과정이 끝나면 첫번째 식은 이렇게 변화
자기장 내 전류가 흐르는 도선이 받는 힘, 즉 자기력,magnetic_force
오른손을 펴서
네 손가락: 자기장
방향
엄지: 도선에 흐르는 전류 방향
을 향하게 하면, 손바닥 수직 윗방향이 도선이 받는 힘의 방향.
(이제는 누구나 알지만 왼손으로 FBI 하면 불편. 옛날에는 그렇게 배웠나?)
방향은 그렇고, 힘의 크기는 자기장 세기 B, 전류 세기 I, 자기장 내 도선의 길이 ℓ에 비례
이것은 I와 B 방향이 직각일 때만 성립하고, 일반적으로 I와 B 사이 각도가 θ이면, I에 수직인 B 성분이 가 되므로
벡터곱,vector_product,cross_product을 안 배웠으므로 여기서 멈춤. 실제로는
(주의: 이 때는 외적이므로 순서가 중요하고
순서가 아니라 임!)
2.자기장(B)과 자속(Φ) ¶
1 T = 1 Wb/m2
여기서
Magnetic flux (φ) = Magnetic flux density (B) × Area (A)
사실 flux / area = (flux density) 이렇게 이름에서 알 수 있음. 분모가 면적.
4.Units of B, H, Φ ¶
| SI 단위 | CGS 단위 | ||
| B | magnetic field density | T (tesla) | G (gauss) |
| H | magnetic field strength | A/m (ampere per meter), N/Wb(newton per weber) | Oe (oersted), dyn/Mx (dyne per maxwell) |
| Φ | magnetic flux | Wb (weber) | Mx (maxwell) |
1 T = 1 Wb/m2
1 T = 104 G
자기장의 단위 유도
F=qvB 에서
N=C·m/s·(B)
N=C·m·(B)/s
(B)=N·s/C·m=T(tesla)
i.e.
7.자기장세기 magnetic field intensity H ¶
8.둘을 표로 비교 ¶
평면에서 ....기호? 자기장이?
자속이?
× 들어가는
⊙ 나오는
9.단위 ¶
F=qvB에서
이끌어낸다.
1N = 1C · ㎧ · (B의단위)
(B의단위) = (N·s) / (C·m) = T (tesla)
테슬라보다 작은 G (gauss) CGS 단위가 있다.
10000 G = 1 T
1 G = 10-4 T
10.원형 코일 중앙에서 자기장의 크기 ¶
N: 감은 수
I: 전류
r: 고리의 반지름
11.이상적인 솔레노이드 내부 자기장의 세기 ¶
n=N/L: 단위길이당 도선이 감긴 횟수
자기장이 솔레노이드의 반지름과 관계 없음.
12.magnetic field energy ¶
라는데 CHK