勞倫斯力和電磁效應
施加於移動帶電粒子的力
如果帶電粒子在周圍的磁場中移動，則該移動粒子的內部磁場與周圍的磁場相互作用，產生施加到粒子上的力。該力傾向於改變粒子的運動方向。單個帶電荷的移動粒子導致外觀 Bio-Savara 磁場.
儘管嚴格來說，Bio-Savart 場僅由許多帶電粒子在其中移動的無限長導線產生，但圍繞單個粒子穿過該粒子的軌蹟的磁場橫截面具有相同的圓形配置。
然而，Bio-Savart 場在空間和時間上都是恆定的，並且在空間中給定點測量的單個粒子的場隨著粒子移動而變化。
洛倫茲定律定義了作用在磁場中運動的帶電粒子上的力:
F=kQB (dx/dt),
其中 B——粒子的電荷； B是粒子在其中運動的外磁場的感應強度； dx/dt——粒子速度； F——作用在粒子上的合力； k——比例常數。
當從電子接近的區域觀察時，圍繞電子軌蹟的磁場方向為順時針方向。在電子運動的條件下，其磁場與外場相反，在所示區域的下部減弱，與外場重合，在上部增強。
這兩個因素都會導致對電子施加向下的力。沿著與外場方向一致的直線，電子磁場與外場成直角。在場的這種相互垂直的方向下，它們的相互作用不會產生任何力。
簡而言之， 如果一個帶負電的粒子在一個平面上從左向右移動，並且外部磁場由觀察者在該方案的深度處引導，則施加到該粒子的洛倫茲力是從上到下引導的。
作用在帶負電粒子上的力，其軌跡垂直於外部磁場的力矢量
勞倫斯的權力
在空間中移動的導線穿過該空間中存在的磁場的力線，結果一定的機械矯頑場作用於導線內部的電子。
電子通過磁場的運動與導線一起發生。這種運動可能會受到任何阻礙導體運動的力量的作用；然而，在導線的行進方向上，電子不受電阻的影響。
在這種導線的兩端之間，會產生洛倫茲電壓，該電壓與運動速度和磁感應強度成正比。洛倫茲力沿導線的一個方向移動電子，導致導線的一端比另一端聚集更多的電子。
這種電荷分離產生的電壓往往會使電子恢復均勻分佈，並最終建立平衡，同時保持與導線速度成正比的特定電壓。如果你創造了電流可以在電線中流動的條件，那麼電路中就會建立一個與原始洛倫茲電壓相反的電壓。
照片顯示了演示洛倫茲力的實驗裝置。左圖：它的樣子 右圖：洛倫茲力效應。一個電子從右端飛向左端，磁力穿過飛行路徑，使電子束向下偏轉。
由於電流是電荷的有序運動，因此磁場對載流導體的影響是其對單個運動電荷作用的結果。
洛倫茲力的主要應用是電機（發電機和電動機）。
作用在磁場中載流導體上的力等於作用在每個電荷載體上的洛倫茲力的矢量和。這種力稱為安培力，即安培力等於作用在載流導體上的所有洛倫茲力的總和。看： 安培定律
電磁效應
洛倫茲力作用的各種後果，導致帶負電粒子 - 電子在固體中移動時的軌跡偏離，稱為電磁效應。
當電流在置於磁場中的實心導線中流動時，攜帶該電流的電子會在垂直於電流方向和磁場方向的方向上偏轉。電子移動得越快，它們被偏轉的程度就越大。
作為電子偏轉的結果，在垂直於電流方向的方向上建立電勢梯度。由於移動較快的電子比較移動較慢的電子偏轉更多，因此會出現熱梯度，也垂直於電流方向。
因此，電磁效應包括電現象和熱現象。
鑑於電子可以在電場、熱力場和化學力場的影響下移動，因此可以根據力場的類型和所產生現象的性質（熱或電）對電磁效應進行分類。
術語“電磁”僅指在固體中觀察到的某些現象，其中唯一能夠以任何可察覺的量移動的粒子是電子，其作為“自由劑”或作為形成所謂空穴的試劑起作用。因此，電磁現像也根據其中涉及的載流子類型（自由電子或空穴）進行分類。
熱能的表現之一是任何固體物質的一部分電子沿著隨機指向的軌跡以隨機速度連續運動。如果這些運動具有完全隨機的特性，那麼電子所有個體運動的總和為零，就不可能檢測到在洛倫茲力影響下個體粒子的偏差造成的任何後果。
如果有電流，它是由一定數量的同向或同向運動的帶電粒子或載流子攜帶的。
在固體中，電流是由於某些一般的單向運動疊加在電子的原始隨機運動上而產生的。在這種情況下，電子活動部分是對熱能效應的隨機響應，部分是對產生電流的效應的單向響應。
在恆定磁場中沿圓形軌道運動的電子束。顯示該管中電子路徑的紫色光是由電子與氣體分子碰撞產生的。
儘管電子的任何運動都會響應洛倫茲力的作用，但只有那些有助於電流傳輸的運動才會反映在電磁現像中。
因此，電磁現像是將固體置於磁場中並將單向運動添加到其電子運動的結果之一，這在初始條件下本質上是隨機的。這種條件組合的結果之一是載體粒子在垂直於它們的單向運動的方向上的粒子數梯度的出現。
洛倫茲力傾向於將所有載流子移動到導線的一側。由於載流子是帶電粒子，因此它們的種群梯度也會產生平衡洛倫茲力的電勢梯度，並且它們本身可以激發電流。
在存在這種電流的情況下，在洛倫茲力、電磁電壓和電阻電壓之間建立三分量平衡。
電子的隨機運動是由熱能支持的，熱能是由物質的溫度決定的。保持粒子沿一個方向運動所需的能量必須來自另一個來源。後者不能在物質本身內部形成，如果處於平衡狀態，能量必須來自環境。
因此，電磁轉換與作為載流子數量梯度出現結果的電現像有關；當將固體置於磁場中並受到來自外部環境的各種影響時，這種梯度在固體中建立，導致載流子一般單向運動，其運動在初始條件下是隨機的。
電磁效應的分類
已知的六種主要電磁效應：
1.霍爾效應 — 載流子在受力電場的影響下運動期間發生偏移而導致的電勢梯度的出現。在這種情況下，空穴和電子同時或單獨沿相反方向移動，因此沿相同方向偏離。
看 - 霍爾傳感器應用
2.內斯特效應 - 由於載流子在受力熱場的影響下移動期間發生偏轉而出現電勢梯度，而空穴和電子同時或分別沿相同方向移動，因此沿相反方向偏離。
3.光電磁和機械電磁效應 - 由於載流子在強迫化學場的影響下運動期間的偏差而出現的電勢梯度（粒子群的梯度）。在這種情況下，成對形成的空穴和電子一起沿相同方向移動，因此沿相反方向偏離。
4. Ettingshausen 和 Riga 的影響 — Leduc - 當熱載流子比冷載流子的偏轉程度更大時，由於載流子偏轉而出現熱梯度。如果熱梯度與霍爾效應有關，則這種現象稱為 Ettingshausen 效應，如果它們與 Nernst 效應有關，則該現象稱為 Rigi-Leduc 效應。
5. 由於載流子在驅動電場的影響下運動期間發生偏轉，電阻增加。 在這裡，同時，由於載流子嚮導體的一側移動，導體的有效橫截面積減小，並且載流子沿導體方向行進的距離減小由於沿彎曲路徑而不是直線路徑移動而導致路徑延伸而產生的電流。
6. 與上述類似的條件變化導致熱阻增加。
霍爾效應傳感器
主要的綜合影響發生在兩種情況下：
- 當在上述現象產生的電勢梯度的影響下為電流流動創造條件時；
- 當在上述現象產生的熱梯度的影響下為形成熱流創造條件時。
此外，組合效應是已知的，其中電磁效應之一與一種或多種非電磁效應組合。
1.熱效應：
- 載流子遷移率因溫度變化而變化；
- 電子和空穴遷移率會根據溫度發生不同程度的變化；
- 載流子數量因溫度變化而變化；
- 由於溫度的變化，電子和空穴的數量會發生不同程度的變化。
2.各向異性的影響。 結晶物質的各向異性特性改變了用各向同性特性觀察到的現象的結果。
3、熱電效應：
- 由於冷熱介質分離而產生的熱梯度會產生熱電效應；
- 熱電效應由於載流子偏壓而增強，每單位體積物質的化學勢由於載流子數量的變化而變化（Nerst 效應）。
4.鐵磁效應。 鐵磁物質中的載流子遷移率取決於磁場的絕對強度和方向（如高斯效應）。
5、尺寸的影響。 如果與電子軌跡相比，物體的尺寸較大，則整個物體體積內物質的特性對電子活動具有顯著影響。如果身體的尺寸與電子軌跡相比較小，則表面效應可能占主導地位。
6、強場的影響。 電磁現象取決於載流子沿著迴旋加速器軌跡行進多長時間。在強磁場中，載流子可以沿著這條路徑行進相當長的距離。不同可能的電磁效應的總數超過兩百種，但實際上每一種都可以通過組合上面列出的現象來獲得。
也可以看看： 電和磁，基本定義，運動帶電粒子的類型