Lorentzin voima, varautuneelle hiukkaselle q kohdistuva voima, joka liikkuu nopeudella v sähköisen E ja magneettikentän B kautta. Koko sähkömagneettinen voima F on varatun hiukkasen kutsutaan Lorentzin voima (sen jälkeen, kun hollantilainen fyysikko Hendrik A. Lorentzin) ja annetaan F = q E + q v x B.
Ensimmäiseen termiin vaikuttaa sähkökenttä. Toinen termi on magneettinen voima ja sillä on suunta kohtisuorassa sekä nopeuteen että magneettikentään. Magneettinen voima on verrannollinen q ja suuruuteen vektorin ristitulo v x B. Mitä tulee v: n ja B: n väliseen kulmaan ϕ, voiman suuruus on yhtä suuri kuin qvB sin ϕ. Lorentzin voiman mielenkiintoinen tulos on varautuneen hiukkasen liike yhtenäisessä magneettikentässä. Jos v on kohtisuora B: hen nähden (ts. Kulmassa ϕ v: n ja B: n välillä)90 °), hiukkanen noudattaa pyöreää suuntausta, jonka säde on r = mv / qB. Jos kulma ϕ on alle 90 °, hiukkasen kiertorata on kierre, jonka akseli on yhdensuuntainen kenttäviivojen kanssa. Jos ϕ on nolla, hiukkaselle ei tule magneettista voimaa, joka jatkaa liikkumista heijastamatta kentän viivoja pitkin. Ladatut hiukkaskiihdyttimet, kuten syklotronit, hyödyntävät sitä tosiasiaa, että hiukkaset liikkuvat pyöreällä kiertoradalla, kun v ja B ovat suorassa kulmassa. Jokaiselle kierrokselle huolellisesti ajoitettu sähkökenttä antaa hiukkasille ylimääräisen kineettisen energian, joka saa ne kulkemaan yhä suuremmilla kiertoradalla. Kun hiukkaset ovat saaneet halutun energian, ne uutetaan ja käytetään monella eri tavalla, aineen ominaisuuksien perustutkimuksista syövän lääketieteelliseen hoitoon.
Liikkuvan varauksen magneettinen voima paljastaa johtimessa olevien varauksen kantajien merkin. Johtimessa oikealta vasemmalle virtaava virta voi olla seurausta positiivisen varauksen kantajista, jotka liikkuvat oikealta vasemmalle, tai negatiivisista varauksista, jotka liikkuvat vasemmalta oikealle, tai jonkin näiden yhdistelmästä. Kun johdin asetetaan B- kenttään kohtisuorassa virtaan nähden, molempien tyyppisille varauskantolaitteille tarkoitettu magneettinen voima on samassa suunnassa. Tämä voima aiheuttaa pienen potentiaalierojohtimen johtimen sivujen välillä. Hall-ilmiönä tunnettu ilmiö (jonka amerikkalainen fyysikko Edwin H. Hall löysi) johtaa, kun sähkökenttä on kohdistettu magneettisen voiman suuntaan. Hall-efekti osoittaa, että elektronit hallitsevat kuparin sähkönjohtavuutta. Sinkissä johtavuutta hallitsee kuitenkin positiivisen varauksen kantajien liike. Sinkkin elektronit, jotka ovat innoissaan valenssikaistalta, jättävät aukkoja, jotka ovat avoimia paikkoja (ts. Täyttämättömiä tasoja), jotka käyttäytyvät kuin positiivisen varauksen kantajat. Näiden reikien liike johtaa suurimpaan osaan sähkön johtavuudesta sinkissä.
Jos virta i sisältävä johdin sijoitetaan ulkoiseen magneettikenttään B, kuinka johtimeen kohdistuva voima riippuu langan suunnasta? Koska virta edustaa varausten liikettä johdossa, Lorentzin voima vaikuttaa liikkuviin varauksiin. Koska nämä varaukset on sidottu johtimeen, liikkuvien varausten magneettiset voimat siirtyvät johdolle. Voima on pieni pituus d l viiran riippuu suunta langan suhteen alalla. Voiman suuruus annetaan tunnuksella lB sin ϕ, missä ϕ on kulma B: n ja d l: n välillä. Voimaa ei ole, kun ϕ = 0 tai 180 °, jotka molemmat vastaavat virtaa kentän suuntaisessa suunnassa. Voima on suurin, kun virta ja kenttä ovat kohtisuorassa toisiinsa nähden. Voima annetaan BYD F = id l x B.
Jälleen, vektori ristitulo tarkoittaa kohtisuoraan molemmat d l ja B.
