5.2.2 MAGNETNA SILA NA TOKOVODNIK

Vzrok magnetne sile na električni tokovodnik lahko ugotovimo na osnovi slik 5.2.2.2 a, b, c in d, ki prikazujejo posamezno (a in b) in skupno magnetno polje trajnega magneta in električnega toka (d).

Seštevanje obeh magnetnih polj ima za posledico slabljenje (razredčitev) magnetnega polja na eni strani ter krepitev (zgostitev) magnetnega polja in podaljšanje magnetnih silnic na drugi strani tokovodnika. Tako deformirano in na nek način »napeto« magnetno polje skuša vzpostaviti prvotno stanje − ravnovesje gostot in najkrajšo pot magnetnega pretoka (poskus 5.2.1), zato skuša izriniti tokovodnik, ki povzroča deformacijo polja.

Pri ugotavljanju smeri magnetne sile na tokovodnik si iz praktičnih razlogov lahko pomagamo s tako imenovanim pravilom leve roke (sl. 5.2.2.3) ki pravi:

Odvisnost velikosti magnetne sile na tokovodnik bi lahko ugotovili z merjenjem sile na vodnik pri različnih gostotah magnetnega pretoka in jakostih električnega toka. Ker so takšne meritve za naše zmožnosti težko izvedljive, se zadovoljimo z ugotovitvami znanstvenikov

Enačba: 5.2.2.1

Če vodnik ni pravokoten na magnetne silnice, moramo magnetno silo računati z dolžino projekcije vodnika, ki je pravokotna na magnetne silnice (sl. 5.2.2.4). Kako je z magnetno silo na tokovodnik, ki je vzporeden z magnetnimi silnicami, potem ni težko sklepati.

Magnetna sila na tokovodnik omogoča pretvorbo električne energije v mehansko. Do najbolj razširjenih tovrstnih pretvornikov, elektromotorjev, pa z ugotovljeno magnetno silo še ne pridemo, saj je sila na tokovodnik le premočrtna in za delovanje kakšnega stroja nepraktična.

Manjše magnetne sile pri manjših premikih tokovodnika so zato primerne za delovanje naprav, kot je npr. zvočnik (sl. 5.2.2.5).

Vodnik dolžine l je navit na nastavek membrane, nahaja pa se v magnetnem polju trajnega magneta. Ker je magnetna sila premo sorazmerna s tokom (en. 5.2.2), ki ga skozi zvočnik poganja ojačevalnik, bo premikala membrano v ritmu govora ali glasbe. Čim močnejši je tokovni signal ojačevalnika, tem večja je izmenična magnetna sila, tem večji zračni tlak ustvarja in tem glasnejši je zvočnik.