Магнітне поле струму
Відео: Магнітне поле котушки зі струмом
Зміст
Вивчення різноманітних магнітних явищ показало, що всюди, де є електричний струм, тобто електричні заряди, що знаходяться в русі, там є і магнітне поле струму.
Відео: Магнітне поле постійного електричного струму Дослід Ерстеда
Внаслідок того, що магнітне поле утворюється навколо провідника, коли в останньому з`являється струм, він часто розглядається як джерело освіти магнітного поля. В такому сенсі його називають "магнітне поле струму".
Його напрямок залежно від напряму електричного струму, навколо якого це поле виникає.
Факт існування магнітного поля близько провідника з електричним струмом можливо виявити декількома способами. Один з цих способів полягає в використанні залізних тирси. Потрапивши в магнітне поле струму, шматочки заліза, з яких складаються залізні ошурки, стають маленькими магнітними стрілочками. Кожна з цих стрілок в магнітному полі встановлюється так, що її вісь збігається з орієнтацією магнітного поля в тому місці, де вона знаходиться. За допомогою безлічі таких стрілок можна побачити, як змінюється напрямок сил, що діють в магнітному полі, при переході від однієї точки поля в іншу. Таке розташування в магнітному полі струму ошурки називають магнітним спектром.
Скористаємося магнітними тирсою і розглянемо магнітне поле прямого струму. Для цього припустимо провідник крізь лист картону, а на картон насиплемо тонким шаром залізні ошурки. Ми зауважимо, що при пропущенні струму по провіднику тирса розташуються навколо нього по концентричних колах.
Відео: Магнітне поле, його властивості
Лінії, по яких магнітне поле струму має осі мініатюрних магнітних стрілок, називають його силовими лініями. За допомогою силових ліній дуже зручно зображувати графічно магнітні поля.
Силова лінія проводиться так, що дотична до неї в будь-який її точці вказує напрямок сили, що діє в цій точці на північний полюс.
Відео: Experiments in Physics. The magnetic field of a circular current
Ланцюжки, що утворюються в магнітному полі струму за допомогою залізної тирси, показують, яка форма силових ліній в магнітному полі.
Силові лінії в магнітному полі - це замкнуті криві навколо провідника. Зокрема, силові магнітні лінії прямого струму - це концентричні кола, центри яких знаходяться на лінії струму.
Щоб визначити спрямованість магнітних силових ліній в зв`язку зі спрямованістю струму, замість тирси потрібно скористатися магнітними стрілками. Оточивши ними провідник з струмом, ми визначимо спрямованість силових ліній. Коли буде змінюватися орієнтація струму в провіднику на протилежну, магнітні стрілки повернуться на 180 °, що вказує на відповідну зміну напрямку силових ліній поля.
Спрямованість силових ліній в магнітному полі пов`язана з спрямованістю струму в провіднику простим правилом, запропонованим англійським вченим Максвеллом: якщо поступальний рух свердлика збігатиметься з спрямованістю струму в провіднику, то спрямованість обертання ручки свердлика при цьому збігається з напрямком силових ліній в магнітному полі, що існує навколо провідника.
Це правило називається іноді правилом свердлика.
Візьмемо тепер провідник, зігнутий по колу, і, пропустивши по ньому струм, будемо знову спостерігати розташування тирси на картоні, встановленому перпендикулярно до площини кола. Ми виявимо, що магнітні силові лінії вже не є правильними колами, а й в цьому випадку всі лінії замкнуться, обійшовши провідник, по якому йде струм. Таким чином, магнітні силові лінії завжди замикаються навколо струму.
Помістивши в різні точки цього поля невеликі магнітні стрілки, можна визначити спрямованість силових ліній поля.
правило свердлика може бути застосовано, звичайно, і до кругового струму, проте в цьому випадку зручніше поміняти місцями напрямок струму і магнітного поля. Дійсно, якщо рукоять гвинта обертати по току, то рух його вістря буде показувати, який напрямок має магнітне поле кругового струму.
