Siła elektrodynamiczna działa na przewodnik z prądem, który jest umieszczony w zewnętrznym polu magnetycznym. Wyraża się ona następującym wzorem:
\( \vec{F} =I \vec{l} \times \vec{B} \)
gdzie: I – natężenie prądu, l – długość przewodnika (zwrot tego wektora jest zgodny z kierunkiem przepływu prądu), B – indukcja magnetyczna.
Aby iloczyn wektorowy, występujący we wzorze na siłę elektrodynamiczną zastąpić zwykłym iloczynem, należy wartości wektorów l i B pomnożyć przez sinus kąta pomiędzy nimi (α), więc:
\(F=IlBsin \alpha \)
Kierunek wektora siły elektrodynamicznej wyznacza prosta prostopadła do płaszczyzny wyznaczonej przez wektory \( \vec{l} \) i \( \vec{B} \) . Jej zwrot natomiast można wyznaczyć posługując się regułą prawej dłoni.
Rys. Monika Pilch
Cztery zgięte palce prawej dłoni wskazują najkrótszą drogę od kierunku przepływu prądu do wektora \( \vec{B} \) , wówczas kciuk pokazuje zwrot wektora siły elektrodynamicznej.
Siła elektrodynamiczna – przykład.
Przez dwumetrowy przewodnik przepływa w czasie 2 sekund ładunek o wartości 4 kulomby. Jaka jest wartość siły elektrodynamicznej, jeżeli wartość indukcji zewnętrznego pola magnetycznego wynosi 2 tesle, a kąt pomiędzy kierunkami przepływu prądu a wektorem indukcji pola magnetycznego wynosi 30°?
Dane: Szukane:
l = 2m F = ?
t = 2s
q = 4C
B = 2 T
α = 30°
Rozwiązanie:
Skoro \(I= \frac{q}{t} \) oraz \(sin30 ^{ \circ } = \frac{1}{2} \) , to:
\(F= \frac{q}{2t} lB\)
\(F= \frac{4C}{2 \cdot 2s} 2m \cdot 2T=4N\)