Force magnétique. Force magnétique sur les charges électriques

LES force magnétique, ou force de Lorentz, c'est le résultat de l'interaction entre deux corps dotés de propriétés magnétiques, tels que des aimants ou des charges électriques en mouvement.

Dans le cas des charges électriques, la force magnétique apparaît lorsqu'une particule chargée électriquement se déplace dans une région où agit un champ magnétique.

Alors qu'une charge unique Q, avec vitesse v, est libéré dans une région où il existe une champ magnétique uniformeB, une force magnétique agit sur elle avec l'intensité donnée par l'équation suivante :

F = Q.v. B.senα

*α est l'angle entre les vecteurs vitesse v et le champ magnétique B.

LES direction du champ magnétique est perpendiculaire au plan contenant les vecteurs. v et F, et le sens est donné par le règle de la main droite. Regarde l'image:

La règle de la main droite indique la direction de la vitesse, du champ et de la force magnétique

Voir que le majeur pointe dans la direction du champ magnétique B, l'indicateur indique le sens de la vitesse

V avec laquelle la charge se déplace et le pouce pointe dans la direction de la force magnétique F.

Le mouvement acquis par la charge électrique au contact du champ magnétique dépend de l'angle sous lequel elle a été lancée :

1. Lorsque la particule lancée a une vitesse parallèle aux lignes d'induction du champ magnétique, la force magnétique est nulle.

   Notez que dans ce cas l'angle α = 0° ou α = 180°. L'équation que nous utilisons pour calculer la force est :

   F = Q.v. B.senα.

   Et sin 0º = sin 180º = 0

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   En le substituant dans l'équation, nous aurons :

   F = Q.v. B.0

   F = 0

   Si la force est égale à zéro, la particule maintient la même vitesse et effectue un mouvement rectiligne uniforme dans la même direction que le champ magnétique.

2. Particule lancée perpendiculairement au champ magnétique: l'angle entre v et B sera α = 90º. Comme sin 90º = 1, nous aurons :

   F = Q.v. B.sen 90

   F = Q.v. B.1

   F = Q.v. B

   Le mouvement effectué par la particule est circulaire et uniforme, et le rayon de sa trajectoire est obtenu comme suit :

   F = F_cp

   Nous savons que:

   F = Q.v. B et F_cp = mv²
   R

   On fait correspondre les expressions et on obtient :

   Q.v. B = mv²
   R

   R = mv
   Q.B

   Plus la masse de la particule est grande, plus le rayon de sa trajectoire est grand.

3. Particule lancée obliquement par rapport aux lignes de champ: Dans ce cas, il faut considérer les composantes x et y du vecteur vitesse. La vitesse v_X a la même direction que les lignes de champ magnétique, tandis que v_oui est perpendiculaire. La résultante de la vitesse provoque un mouvement circulaire et uniforme, de direction perpendiculaire au vecteur B, que l'on peut appeler hélicoïdal uniforme.

L'unité de mesure de la force magnétique est la même que pour tout autre type de force: le Newton. Il existe de nombreux applications de la force magnétique, parmi eux, on peut citer les sélecteurs de vitesse, les moteurs électriques et les galvanomètres.

Par Mariane Mendès
Diplômé en Physique

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TEIXEIRA, Mariane Mendès. "Force magnétique"; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/forca-magnetica.htm. Consulté le 27 juin 2021.