Lorentzkraft auf einen stromdurchflossenen Draht

Wirkt die Lorentzkraft auf einen stromführenden Draht, der durch die Gleichung gegeben ist

F = ICH D × B

bilden ein Aktions-Reaktions-Paar? Das heißt, wenn ich zwei willkürlich geformte stromführende Drähte habe, ist es wahr, dass die Kraft auf einen von ihnen aufgrund des Magnetfelds des anderen gleich der Kraft auf den anderen aufgrund des Magnetfelds des ersten ist?

Ich habe Ihr Bild ersetzt, indem ich den Text mit MathJax eingetippt habe. Es wird im Allgemeinen empfohlen, Ihre Gleichungen zu setzen, anstatt Bilder zu verwenden, damit sie leicht zu lesen und zu suchen sind. Hier gibt es ein nettes Tutorial , falls Sie möchten! :)
Okay. Danke schön! Ich werde mir das merken.

Antworten (3)

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Nein, es scheint, dass das Wirkungsgesetz für den von der Kirsche ausgesuchten Fall paralleler Drähte gilt, wie die Antwort von @Sagigever zeigt. Dies gilt beispielsweise sicherlich nicht für den Fall der magnetischen Lorentzkraft, die von zwei Ladungen (gelb in der Abbildung) ausgeübt wird, die sich senkrecht zueinander bewegen (entlang der blauen und roten Linie). In diesem Fall ist die F 12 steht senkrecht dazu F 21 (Die gepunkteten Linien stellen das Magnetfeld aufgrund der Ladungen dar).

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Aber F 12 Und F 21 sind in Ihrem Beispiel beide gleich Null, also spielt es keine Rolle, in welche Richtung der Vektor angeblich zeigt, da es nur ist 0 ich ^ + 0 J ^ + 0 k ^ . Und was meinst du mit "vektoriell gleich"? Denn selbst bei zwei parallelen Drähten würde ich nicht sagen, dass es eine Kraft gibt 1 ich ^ Newton ist gleich 1 ich ^ Newton. Ihre Größen können gleich sein, aber sie sind in verschiedene Richtungen, so dass sie vektoriell nicht gleich sein können.
Ach, sind F 12 Und F 21 bezieht sich auf das elektrische Feld (nicht das magnetische Feld) entlang der Länge des Drahtes, das direkt eine Kraft auf die Ladungen im anderen Draht ausübt? Ist es das, wovon du sprichst? (Und ich denke, diese Drähte kreuzen irgendwie denselben Punkt im Raum?)
@ DKNguyen, ich habe ein schlechtes Beispiel gewählt, nehme ich an. Ladungen demonstrieren das Konzept besser.
Ich schätze also, das ist wie ein Strom von Ladungen, die senkrecht zueinander abgefeuert werden?
Ja, das ist eine Möglichkeit, darüber nachzudenken. Wir könnten sogar die beiden gelben Ladungen für sich betrachten. 1. Ladung erzeugt ein Magnetfeld B 1 = μ 0 4 π Q 1 v 1 × R 2 R 2 3 die dann eine Kraft ausübt Q 2 v 2 × B 1 bei der zweiten Ladung.

Ja, das ist wahr, zum Beispiel Nehmen wir 2 parallele unendliche Drähte, die einen Strom führen ICH 1 Und ICH 2 diese lokalisierte Entfernung D von einander

Wir kennen aus dem Biot-Savart-Gesetz das Magnetfeld eines Drahtes in der Ferne D Ist

μ 0 ICH 2 π D ϕ ^
Jetzt können wir die Kraft von Draht 1 auf Draht 2 nach Ihrer Formel berechnen
F = ICH D × B
und das Ergebnis erhalten
F = ICH 2 ( μ 0 ICH 1 2 π D ) D 2
und die Kraft pro Längeneinheit wird sein
F = μ 0 ICH 1 ICH 2 2 π D

Jetzt können Sie das sehen, wenn ICH 1 Und ICH 2 sind in der gleichen Richtung, wir bekommen abstoßende Kraft, und wenn ICH 1 Und ICH 2 sind in entgegengesetzten Richtungen erhalten wir Anziehungskraft.

Natürlich könnten wir dasselbe tun, indem wir die Kraft von Draht 2 auf Draht 1 berechnen und das gleiche Ergebnis erhalten.

Newtons drittes Gesetz in modernen Begriffen besagt die Impulserhaltung. Elektrostatische Zwangskonservierung P k ich N = ich M ich P ich aber magnetische Kräfte nicht, wie von @Rohit argumentiert. In Gegenwart von elektromagnetischen Feldern ist der erhaltene Impuls P = P k ich N + P P Ö T , Wo P P Ö T = ich Q ich A ich .