Связь электрических и магнитных явлений.

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ.

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ.

Магниты.

Вещества с необычными свойствами, получившие название «магниты», были известны древнегреческим учёным, по крайней мере, уже в 5 в. до н.э. Магниты притягивают к себе железные предметы, а свободные магнитные стрелки всегда устанавливаются строго в направлении юг-север.

При изучении способности магнитов притягивать железные предметы, было обнаружено, что некоторые области магнита обладают этим свойством в большей степени, а некоторые – вообще не обладают им.

Области магнита, наиболее сильно притягивающие железные предметы, назвали полюсами. Их в магните два. Один из них – северный, т.к. этот полюс магнитной стрелки указывает на север, а второй – южный, т.к. он указывает на юг.

Опытным путём установлено также, что одноимённые полюса магнитов отталкиваются друг от друга, а разноимённые – притягиваются друг к другу.

Это напоминает взаимодействие электрических зарядов. Однако между этими взаимодействиями существует большая разница. А именно: положительные и отрицательные заряды можно разделить, например, с помощью электростатической индукции. Магнитные полюса отделить друг от друга нельзя – сколько бы мы не пытались разделить магнит на отдельные части, всякий раз будем получать более мелкие магниты с двумя полюсами.

Таким образом, если положительные и отрицательные заряды могут существовать отдельно друг от друга, то магнитные полюса – неразделимы.

Магнитное поле.

Вокруг любого магнита существует магнитное поле. Именно посредством магнитного поля осуществляется взаимодействие между магнитом и железными телами.

Связь электрических и магнитных явлений.

Как показали опыты Эрстеда и Ампера, электрические и магнитные явления очень тесно связаны друг с другом.

Опыт Эрстеда.

Было замечено, что магнитная стрелка, расположенная под проводником, всякий раз, когда по проводнику протекал ток, стремилась установиться перпендикулярно проводнику, т.е. проводник с током оказывает ориентирующее действие на магнитную стрелку. Точно также ведёт себя магнитная стрелка и в магнитном поле – устанавливается во вполне определённом направлении. Отсюда был сделан вывод, что проводник с током создаёт вокруг себя магнитное поле, которое воздействует на магнитную стрелку, устанавливая её строго определённым образом.

Так как электрический ток в проводнике – это перемещение электрических зарядов под действием электрического поля, то можно сказать, что движущиеся электрические заряды являются источником магнитного поля.

Опыт Ампера.

Проводник с током, помещённый в магнитное поле, отклоняется в направлении, перпендикулярном направлению тока и направлению магнитного поля. Следовательно, магнитное поле действует на проводник с током. Учитывая то, что электрический ток – это движущиеся электрические заряды, то можно сказать, что магнитное поле действует и на отдельные движущиеся заряженные частицы.

Выводы о существовании магнитного поля вокруг проводника с током и о влиянии магнитного поля на проводник с током подтверждаются также следующими опытами Ампера.

Два проводника подключаются к источнику тока тремя способами.

В первом случае проводники не соединены, ток через них не протекает, и никакого взаимодействия проводников не наблюдается.

Во втором случае проводники соединены параллельно. Ток в проводниках протекает в одну сторону. Проводники притягиваются друг к другу.

В третьем случае проводники соединены последовательно. Ток в проводниках протекает в разные стороны. Проводники отталкиваются друг от друга.

Наблюдаемые явления объясняются тем, что во втором и третьем случаях каждый из проводников с током создаёт вокруг себя магнитное поле, которое отклоняет соседний проводник с током. В первом же случае, так как ток по проводникам не протекает, то магнитное поле отсутствует.