МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

 

Магнит - тело, обладающее собственным магнитным полем.

Магниты бывают искусственными и естественными. Естественные магниты обладают постоянным магнитным полем и имеют два полюса – «северный»(N- норд), и «южный»(S – зюйд). Одноимённые полюса отталкиваются, разноимённые притягиваются.

Магнитное поле можно обнаружить по действию его на железные опилки. Опилки расположатся, так как расположены силовые линии магнитного поля.

Искусственные магниты - электромагниты.

Магнитное поле можно изменить и даже «выключить», можно поменять полюса местами.

 

Магнитное взаимодействие. Явления взаимного притяжения разноименных и отталкивания одноименных электрических зарядов во многом сходны с явлениями притяжения разноименных и отталкивания одноименных полюсов магнита. Однако установить связь между электрическими и магнитными явлениями не удавалось.

В 1820 г, датский физик Ханс Эрстед обнаружил, что магнитная стрелка поворачивается при пропускании электрического тока через проводник, находящийся около него. В том же году французский физик Андре Ампер установил, что два проводника, расположенные параллельно друг другу, испытывают взаимное притяжение при пропускании через них электрического тока в одном направлении и отталкиваются, если токи имеют противоположные направления. Явление взаимодействия электрических токов Ампер назвал электродинамическим взаимодействие.

На основании своих опытов Ампер пришел к выводу, что взаимодействие тока с магнитом и магнитов между собой можно объяснить, если предположить, что внутри магнита существуют незатухающие молекулярные круговые токи. Тогда все магнитные явления объясняются взаимодействием движущихся электрических зарядов, никаких особых магнитных зарядов в природе нет.

Магнитное поле. Магнитное взаимодействие движущихся электрических зарядов согласно представлениям теории близкодействия объясняется следующим образом. Всякий движущийся электрический заряд создает в окружающем пространстве магнитное поле. Магнитное поле непрерывно в пространстве и действует на другие движущиеся электрические заряды.

Прохождение электрического тока может сопровождаться нагреванием и свечением вещества, различными его химическими превращениями, магнитным взаимодействием. Из всех известных действий тока только магнитное взаимодействие сопровождает электрический ток при любых условиях, в любой среде и в вакууме.

Магнитное взаимодействие проводников с током используется в СИ для определения единицы силы тока - ампера (А). Ампер - сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м друг от друга в вакууме, вызывал бы между этими проводниками силу магнитного взаимодействия, равную 2 · 10^-7 Н на каждый метр длины. Сила магнитного взаимодействия токов. Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, называется силой Ампера. Экспериментальное изучение магнитного взаимодействия показывает, что модуль силы Ампера пропорционален длине проводника с током и зависит от ориентации проводника в магнитном поле.

Для характеристики способности магнитного поля оказывать силовое действие на проводник с током вводится векторная величина — магнитная индукция В.

Силовое действие магнитного поля может обнаруживаться по действию силы Ампера на прямолинейный проводник с током и по вращающему действию на замкнутый контур.

При исследовании магнитного поля с помощью прямолинейного проводника с током магнитная индукция определяется следующим образом; модуль магнитной индукции равен отношению максимального значения модуля силы Ампера действующей на проводник с током, к силе токав проводнике и его длине:

 

 

Единица индукции определяется как индукция такого магнитного поля, в котором на 1 м проводника при силе тока 1 А действует максимальная сила Ампера 1Н. Эта единица называется тесла (Тл) в честь выдающегося югославского электротехника Николы Тесла (1856—1943).

При исследовании магнитного поля с помощью контура с током за направление вектора магнитной индукции В, в том месте, где расположена рамка с током, принимают направление перпендикуляра к плоскости, в которой устанавливается свободно вращающаяся рамка с током. Вектор В индукции направлен в ту сторону, куда перемещался бы буравчик при вращении по направлению тока в рамке.

Вектор магнитной индукции будет направлен так, как повернётся стрелка компаса с «юга» на «север».

Правило «буравчика» (правило правой руки) – если поступательное движение буравчика (правый винт) совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика укажет направление линий магнитной индукции.

 

Сила Ампера.

 

 

Правило левой руки для силы Ампера. Если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная составляющая вектора магнитной индукции входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали направление действия тока, то отогнутый на 90 градусов большой палец укажет направление действия силы Ампера.

Сила Лоренца – сила с которой магнитное поле действует на внесённый в неё заряд.

 

Правило левой руки для силы Лоренца.

Если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная составляющая вектора магнитной индукции входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали направление скорости частицы, то отогнутый на 90 градусов большой палец укажет направление действия силы Лоренца.

 

Магнитный поток. Для плоского контура, расположенного в однородном магнитном поле, магнитным потоком Ф через поверхность площадью S называют величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции В на площадь S и на косинус угла а между вектором В и нормалью к поверхности:

 

Единица измерения магнитного потока Вебер ([Ф] =[Вб]).