Lực điện từ là gì? Cách xác định chiều của lực điện từ CHUẨN

Lực điện từ là gì?

Lực điện từ hay còn gọi là lực từ được dùng để chỉ lực của từ trường tác dụng đến hạt mang điện tích chuyển động. Chúng được cấu tạo gồm hai phần là lực điện do điện trường tạo ra và lực từ do từ trường tạo ra. Điều này được thể hiện rất rõ thông qua các biểu thức toán học cổ điển về lực này khi đã biết đến tính chất hạt mang điện và cường độ điện từ trường.

Cụ thể ta có biểu thức như sau:

F = q(E + vB)

Trong đó:

• E: Là vectơ cường độ điện trường tại vị trí của hạt mang điện tích.
• q: Là điện tích của hạt
• v: Là vectơ vận tốc của hạt
• B: Là vectơ cảm ứng tại vị trí của hạt

Kết luận: Lực điện từ (lực Lorentz) là tổng lực của lực điện và lực từ tác động lên một điện tích có trong điện tử.

Chiều của lực Lorentz

Khi dây dẫn có dòng điện chạy qua được đặt trong từ trường và không song song với đường sức từ thì nó sẽ chịu tác dụng của lực điện từ.

Chiều của lực điện từ phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Chiều của đường sức từ và chiều của dòng điện chạy bên trong dây dẫn sẽ quyết định đến chiều của lực Lorentz tác dụng lên dây dẫn. Và nó sẽ phụ thuộc vào chiều dòng điện chạy trong dây dẫn và chiều của đường sức từ.

Yếu tố ảnh hưởng đến chiều của lực từ

Cách xác định chiều của lực điện từ

Để có thể xác định đúng và chính xác chiều của lực từ, chúng ta sử dụng quy tắc bàn tay trái như sau:

Cần đặt bàn tay trái sao cho các đường sức từ hướng vào lòng bàn tay, chiều từ cổ tay đến ngón giữa hướng theo chiều của dòng điện. Lúc này ngón tay cái choãi ra 90 độ chỉ chiều của lực Lorentz.

Cách xác định chiều của lực từ

Lực điện từ biểu diễn trong thuyết tương đối

Trong thuyết tương đối của công thức lực điện từ, sự liên hệ giữa thay đổi trạng thái chuyển động của hạt mang điện với cường độ của trường điện từ sẽ được biểu thị bằng phương trình sau đây:

Trong đó:

• m: Khối lượng
• q: Điện tích của hạt
• Fαβ: Là tenxo cường độ dòng điện từ trường.

Lực điện từ là lực cơ bản của tự nhiên

Dựa trên mô hình chuẩn của vật lý thì lực Lorentz là một trong số bốn nguồn lực cơ bản của tự nhiên. Theo như lý thuyết động lực học lượng tử, lực này được gây ra bởi quá trình trao đổi hạt trường photon.

Nó nằm trong bản chất của hầu hết các loại lực mà con người có thể quan sát trong cuộc sống thường ngày ( ngoại trừ lực hấp dẫn của trái đất). Hầu như sự tương tác giữa các nguyên tử đều có thể quy được về lực Lorentz giữa proton và electron nằm bên trong. Lực này sinh ra:

• Tương tác giữa các phân tử.
• Các lực kéo và đẩy khi tiến hành tác động cơ học vào các vật.
• Sự tương tác giữa các quỹ đạo của Electron.
• Điều khiển các phản ứng hóa học.

Ứng dụng của lực điện từ

Một trong những kiến thức được rất nhiều người quan tâm khi tìm hiểu về lực điện từ đó là ứng dụng trong thực tế. Dưới đây là một số thiết bị có sử dụng nguyên lý lực Lorentz:

• Máy điện quay: Đó chính là máy phát điện, động cơ điện. Hay một số loại máy móc tương tự chức năng.
• Máy điện tĩnh: Đây các loại máy biến áp, tụ hiện,…
• Các vật ứng dụng sức hút sắt của từ trường: Nam châm điện trong các cần cẩu sắt thép. Hay các cuộn dây rơ le, cuộn dây đóng mở các van điện tử.
• Các dụng cụ để đo đạc và thăm dò, phát tín hiệu dùng từ trường: Micro, loa, các bộ cảm biến đo độ rung, độ chấn động, còi điện và chuông báo.
• Ứng dụng lực đẩy và lực cản của từ trường: Điều này được áp dụng đối với các vật chuyển động. Ví dụ như đệm từ trong xe lửa, bộ cản trong đồng hồ đo đạc.

Bên cạnh đó, lực Lorentz cũng được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực y tế.

Ứng dụng của lực từ

Trên đây là những thông tin cơ bản về lực điện từ mà chúng tôi muốn chia sẻ đến bạn. Mong rằng bài viết sẽ đem lại cho bạn nhiều thông tin hữu ích. Mọi thắc mắc hay những đóng góp ý kiến vui lòng liên hệ với AME Group để được hỗ trợ.