همان­طور که در شکل ۳-۴ (ب) مشاهده می­ شود، به دلیل نحوه حرکت جت الکتروریسی و همچنین ماهیت الکتریکی این جت، و نیز به دلیل وجود میدان مغناطیسی خارجی سه دسته نیروی مغناطیسی به جت وارد می­ شود، برای بدست آوردن اندازه این نیروها و نیز جهت آن­ها بایستی از اصول الکترو مغناطیس استفاده نمود. شکل ۳-۴ (الف) اندازه این نیروها و جهت آن­ها را در دستگاه مختصات استوانه‌ای نشان می‌دهد.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

شکل ۳-۴- الف- جهت نیروها در دستگاه مختصات استوانه‌ای ب- نیروهای مغناطیسی وارد بر نانوالیاف در حین الکتروریسی استوانه‌ای
میدان­های مغناطیسی در شکل ۳-۴ به قرار زیر است:
: میدان مغناطیسی خارجی اعمال شده توسط دو آهنربا
(۳-۴)
: میدان مغناطیسی ایجاد شده در داخل جت ناشی از حرکت سلونوئیدی آن (میدان الکترواستاتیکی)
(۳-۵)
:میدان مغناطیسی ناشی از جریان حلقه بالایی جت به حلقه پایینی
(۳-۶)
: نیرویی است که بین جریان­های خمشی در جت الکتروریسی ایجاد می­ شود. در حقیقت بین جریان­های لایه­ های مختلف جت الکتروریسی نیروی مغناطیسی شبیه وقتی که جریان الکتریکی در دو سیم موازی نزدیک به هم برقرار است، القا می­ شود. طبق مطالعاتRen و همکارانش (۲۰۱۰) این نیروی مغناطیسی به صورت جاذبه است [۵۲].
برای بررسی این نیرو از قوانین الکترومغناطیس مربوط به اعمال نیروی بین دو جریان الکتریکی موازی نزدیک بهم [۵۲] استفاده می­کنیم.
دو جریان الکتریکی نزدیک بهم نیروی مغناطیسی به یکدیگر اعمال می­ کنند. دو رسانای مجزای طولانی، مستقیم، موازی با فاصله d و جریان­های و ، مانند شکل ۳-۵ فرض شده است. همچنان که در شکل ۳-۵ دیده می­ شود، درصورتی­که این دو جریان هم­جهت باشند همدیگر را جذب، و اگر خلاف جهت هم باشند همدیگر را دفع می­ کنند.

شکل ۳-۵-نیروهای مغناطیسی ناشی از جریان­های نزدیک به هم (الف)-دو جریان موازی هم­جهت (ب)-دو جریان موازی نا هم‌جهت
بدین صورت که جریان میدان مغناطیسی را در محل جریان ایجاد می­ کند به طوری که هر یک از این سیم‌ها در میدان مغناطیسی سیم دیگر همانطور که در شکل ۳-۶ نشان داده شده است قرار می‌گیرد.
شکل ۳-۶-قرارگیری هر یک از سیم‌ها در میدان ایجاد شده از سیم مقابل
با توجه به اصول الکترومغناطیس [۵۲]، میدان مغناطیسی B نیروی مغناطیسی F را به طول L از رسانای حامل جریان الکتریکی I وارد می­ کند که رابطه این نیرو با میدان مغناطیسی و جریان الکتریکی برابر است با:

هر یک از میدان­های فوق نیرویی به جت وارد می­ کنند. جهت این نیروها در شکل ۳-۴ نشان داده شده است.
از آن جایی که جت الکتروریسی دارای دو قسمت یکی قسمت مستقیم و دیگری قسمت مارپیچ است، بایستی این دو قسمت را به صورت مجزا از هم مورد بررسی قرار داد.
در قسمت مستقیم تنها میدان وجود دارد. اما به دلیل آن که جریان بار الکتریکی بر روی پلیمر سیال با میدان مغناطیسی خارجی در یک راستا می­باشد ضرب خارجی بین آن دو در معادله ۳-۷ برابر با صفر می­ شود، در نتیجه هیچ نیرویی از طرف میدان خارجی به آن وارد نمی­ شود.
اما در قسمت مارپیچ همچنان که در شکل ۳-۴ نشان داده شده نیروهای (نیرویی که میدان حاصل از جریان به جریان وارد می­ کند) و نیروی (نیروی مغناطیسی خارجی) و نیروی (نیروی ناشی از حرکت سلونوئیدی جت) به جت وارد می­شوند. نیروی کل وارد بر جت برآیند این سه نیرو می­باشد.

۳-۴-بدست آوردن اندازه نیروها
نیروی مغناطیسی بر طول l از جریان برابر است با:

نیروی وارده به جت الکتروریسی از طرف میدان الکترواستاتیکی به صورت معادله ۳-۱۰ می‌باشد.
(۳-۱۰)
با توجه به ضرب خارجی بردار یکان‌ها در مختصات استوانه و معادله ۳-۲ نیروی وارده از سوی میدان داخلی به جت الکتروریسی برابر است با:
(۳-۱۱)
(۳-۱۲)
با توجه به معادله ۳-۱۲نیروی حاصل از میدان الکترواستاتیکی، در جهت (در جهت بزرگتر شدن حلقه مارپیچی جت الکتروریسی) به جت الکتروریسی اعمال می‌شود.