初期の物理学における驚くべき発見の1つは、電気と磁気が同じ現象の2つの側面である電磁気学であるということでした。 実際、磁場は電荷の移動や電場の変化によって発生します。 そのため、磁力は磁化されたものだけでなく、移動する電荷にも作用します。
磁力の定義
磁力は、磁場との相互作用による物体への力です。
磁力のSI単位はニュートン（N）で、磁場のSI単位はテスラ（T）です。
2つの永久磁石を互いに近くに持っている人は誰でも磁力の存在に気づきました。 2つの磁南極または2つの磁北極を近づけると、磁力が反発し、磁石が反対方向に押し合います。 反対の極を近づけると魅力的です。
しかし、磁場の基本的な起源は移動する電荷です。 微視的なレベルでは、これは磁化された材料の原子内の電子の動きが原因で発生しています。 磁場が移動電荷にどのように影響するかを理解することで、磁力の起源をより明確に理解することができます。
磁力方程式
ローレンツ力の法則は、磁場を移動する電荷または電流が感じる力に関連付けます。 この法則は、ベクトル外積として表すことができます。
\ bold F = q \ bold v \ times \ bold B
有料q速度で動くv磁場中B。結果の大きさは次のように単純化されますF = qvBsin（θ）どこθ間の角度ですvそしてB. （したがって、力は次の場合に最大になりますvそしてBは垂直で、平行の場合は0です。）
これは次のように書くこともできます：
電流用私長さのワイヤーでLフィールドでB.
それの訳は：
\ bold IL = \ frac {q} {\ Delta t} L = q \ frac {L} {\ Delta t} = q \ bold v
チップ
電界も存在する場合、この力の法則には次の用語が含まれますqE電気力も含めるために、ここでE電界です。
ローレンツ力の方向は、右手の法則. 右手の人差し指を正電荷が動いている方向に向けると、 中指を磁場の方向に向けると、親指が方向を示します。 力。 （負の電荷の場合、方向が反転します。）
例
例1：右に移動する正に帯電したアルファ粒子は、均一な0.083 Tの磁場に入り、その磁力線は画面の外側を指します。 その結果、それは円を描いて移動します。 粒子の速度が2×10の場合、その円軌道の半径と方向はいくつですか。5 MS？ （アルファ粒子の質量は6.64424×10です-27 kgであり、2つの正に帯電した陽子が含まれています。）
粒子がフィールドに入ると、右手の法則を使用して、最初に下向きの力が発生することを判断できます。 磁場の方向が変わると、磁力は円軌道の中心を指すようになります。 そうその動きは時計回りになります.
一定速度で円運動をしている物体の場合、正味の力は次の式で与えられます。Fネット = mv2/r.これを磁力に等しく設定すると、次のように解くことができます。r:
\ frac {mv ^ 2} {r} = qvB \ implies r = \ frac {mv} {qB} = \ frac {（6.64424 \ times10 ^ {-27}）（2 \ times 10 ^ 5）} {（2 \ times 1.602 \ times 10 ^ {-19}）（0.083）} = 0.05 \ text {m}
例2：距離のある2本の平行な直線ワイヤーの単位長さあたりの力を決定しますr離れて流れる電流私.
電界と電流は直角であるため、通電ワイヤにかかる力は次のようになります。F = ILB、したがって、単位長さあたりの力はF / L = IB。
ワイヤーによる電界は次の式で与えられます。
B = \ frac {\ mu_0I} {2 \ pi r}
したがって、一方のワイヤがもう一方のワイヤによって感じる単位長さあたりの力は次のとおりです。
\ frac {F} {L} = IB = \ frac {\ mu_0I ^ 2} {2 \ pi r}
電流の方向が同じである場合、右手の法則はこれが引力になることを示していることに注意してください。 電流が反整列している場合、それは反発します。