اندازه نیروی وارد بر سیم حامل جریان در میدان مغناطیسی
در شكل زیر یك سیم حاصل جریان در بین قطب‌های آهن‌ربایی قرار گرفته است. به نظر شما جهت نیروی مغناطیسی به كدام سمت است؟
وقتی بار در میدان مغناطیسی حركت كند اندازه نیرو از رابطه 
به‌دست می‌آید. به‌كمك شكل زیر، این رابطه را می‌توان به نحو مناسب تغییر داد تا بتوان نیروی وارد بر جریان الكتریكی را محاسبه نمود.
این شكل سیمی به طول L كه حامل جریان I است را نشان می‌دهد. در ضمن سیم نسبت به میدان مغناطیسی (B) تحت زاویه 
قرار گرفته است. این شكل شبیه تصویر زیر است با این تفاوت كه بارها در سیم حركت می‌كنند.
نیروی مغناطیسی وارد بر این سیم برابر نیروی كل وارد بر تمامی بارهای متحرّك در سیم است. فرض كنید مقدار بار
در مدت 
ثانیه طول سیم را بپیماید. اندازه نیروی مغناطیسی وارد بر این مقدار بار از رابطه 
به‌دست می‌آید. با تقسیم و ضرب این رابطه در خواهیم داشت:
همان جریان I عبوری از سیم و 
نیز معادل طول سیم L است. با این جاگذاری‌ها می‌توان رابطه نیروی مغناطیسی وارد بر سیم حامل جریان را به‌دست آورد:
همانند بار متحرّك در میدان مغناطیسی، نیروی مغناطیسی وارد بر سیم حامل جریان وقتی بیشینه است كه سیم عمود بر میدان 
قرار گیرد و وقتی جریان موازی میدان باشد 
آنگاه نیرو صفر خواهد بود.
جهت نیروی وارد بر سیم حامل جریان در میدان مغناطیسی را می‌توان از قاعده ای به نام قاعده ی دست راست به این صورت پیش بینی كرد :
اگر دست راست خود را باز نگه دارید و چهار انگشت را مطابق شكل زیر در جهت جریان بگیرید به طوری كه اگر انگشتان خود را خم كنید، در جهت میدان مغناطیسی قرار گیرد - در این صورت، انگشت شست شما جهت نیروی وارد بر سیم حامل جریان را نشان خواهد داد.
در فیلم های زیر چگونگی تاثیر میدان مغناطیسی بر سیم حامل جریان را مشاهده می‌كنید.
برای مشاهده فیلم اینجا را کلیک کنید.
برای مشاهده فیلم اینجا را کلیک کنید.
در مقالات بعدی چند مدلسازی را بررسی خواهیم کرد.
مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مجید محسنی
تنظیم: نسیم گنجی منش
