Билет № 19. Опыт Эрстеда. Магнитное поле тока. Взаимодействие магнитов. Действие магнитного поля на проводник с током.
В 1820 году Х. Эрстед провел опыт, в результате которого вокруг проводника с током было обнаружено магнитное поле.
Расположив проводник, включенный в цепь источника тока, над магнитной стрелкой параллельно ее оси, Эрстед обнаружил, что при замыкании цепи магнитная стрелка отклоняется от своего первоначального положения. При размыкании цепи магнитная стрелка возвращается в свое начальное положение.
Следовательно, вокруг проводника с электрическим током возникает магнитное поле, которое действует на магнитную стрелку, отклоняя ее.
Магнитное поле существует вокруг любого проводника с током, т. е. вокруг движущихся электрических зарядов. Электрический ток и магнитное поле неотделимы друг от друга.
Линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются оси маленьких магнитных стрелок, называют силовыми линиями магнитного поля. За направление линий магнитного поля принимают направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки в каждой точке поля. Линии магнитного поля представляют собой замкнутые кривые, линии прямого тока – окружности, охватывающие проводник.
Линии магнитного поля имеют и другое название – линии магнитной индукции. Индукция магнитного поля – это величина, характеризующая силу, с которой магнитное поле действует на проводник длиной 1 м, помещенный в магнитное поле, при силе тока в нем 1А. Обозначается В, измеряется в Тесла (Тл).
Вектор магнитной индукции В всегда направлен по касательной к линиям магнитного поля, направление которых определяют с помощью правила правой руки. Если большой палец правой руки поставить по направлению электрического тока в проводнике, то четыре пальца, охватывающие проводник, покажут направление линий магнитного поля.
Тела, длительное время сохраняющие намагниченность, называются постоянными магнитами или просто магнитами.
Те места магнита, где обнаруживаются наиболее сильные магнитные действия, называют полюсами магнита. У всякого магнита есть два полюса: северный (N) и южный (S).
Поднося к полюсам магнитной стрелки магнит, можно заметить, что северный полюс стрелки отталкивается от северного полюса магнита и притягивается к южному полюсу. Южный полюс стрелки отталкивается от южного полюса магнита и притягивается северным полюсом.
Следовательно: разноименные магнитные полюса притягиваются, одноименные - отталкиваются. Это правило относится и к электромагнитам.
Взаимодействие магнитов объясняется тем, что вокруг любого магнита имеется магнитное поле. Магнитное поле одного магнита действует на другой магнит, и, наоборот, магнитное поле второго магнита действует на первый.
Магнитное поле действует с некоторой силой на любой проводник с током, находящийся в этом поле. Такая сила называется сила Ампера, максимальное значении которой находится по формуле: FАмах = B·I·L, где B – величина индукции магнитного поля, I – сила тока в проводнике, L- длина проводника, помещенного в магнитное поле.
Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки:
· четыре пальца левой руки устанавливаются по направлению электрического тока;
· линии магнитного поля направлены в ладонь;
· большой палец, отведенный на 90º , показывает направление силы Ампера.
Например. Если вектор магнитной индукции направлен от нас (+), а сила тока в право, сила Ампера будет направлена вверх.