Применение сил Ампера и Лоренца в науке и технике. Амперметр, телеграф, электромагниты, масс-анализаторы

1. Краткое напоминание

Сила Ампера действует на проводник с током:

Сила Лоренца действует на отдельный заряд:

Обе силы возникают из-за взаимодействия движущихся зарядов с магнитным полем.

---

2. Амперметр

Амперметр — прибор для измерения силы тока.

Принцип работы:

• в приборе есть рамка с током, помещённая в магнитное поле;

• под действием силы Ампера рамка поворачивается;

• угол поворота пропорционален силе тока.

Чем больше ток, тем сильнее отклонение стрелки.

---

Наглядная схема амперметра

На схеме показано:

• рамка с током;

• магнитное поле;

• направление силы Ампера;

• отклонение стрелки.

---

3. Электромагниты

Электромагнит — это катушка с током и железным сердечником.

Принцип работы:

• ток создаёт магнитное поле;

• поле усиливается сердечником;

• можно управлять силой магнита, изменяя ток.

Применение:

• подъём металлолома;

• реле и выключатели;

• электрические звонки.

---

Наглядная схема электромагнита

---

4. Телеграф

Телеграф — одно из первых устройств связи, использующих электрический ток.

Принцип работы:

• при замыкании цепи ток проходит через электромагнит;

• магнит притягивает якорь;

• это создаёт сигнал (звук или движение стрелки).

Телеграф стал основой развития современной связи.

---

5. Масс-анализаторы

Масс-анализаторы (масс-спектрометры) используют силу Лоренца.

Принцип работы:

• заряженные частицы разгоняются электрическим полем;

• затем попадают в магнитное поле;

• траектория искривляется по окружности.

Радиус движения:

​

По радиусу можно определить массу частицы.

---

Наглядная схема масс-анализатора

---

6. Другие применения

• Электродвигатели — используют силу Ампера для вращения.

• Громкоговорители — колебания проводника в магнитном поле создают звук.

• Электронные приборы — управление движением электронов.

• Научные установки — исследование структуры вещества.

---

7. Значение в науке и технике

Силы Ампера и Лоренца:

• связывают электричество и магнетизм;

• позволяют управлять движением зарядов;

• используются в измерительных приборах;

• применяются в современной электронике и физике.

---

Вопросы для самопроверки

1. В чём разница между силой Ампера и силой Лоренца?

2. Как работает амперметр?

3. Что такое электромагнит и где он применяется?

4. Как работает телеграф?

5. Как определяется масса частицы в масс-анализаторе?

6. Почему траектория частицы искривляется в магнитном поле?

7. Приведите примеры применения этих сил в технике.