Главная → Статьи

Электромагнетизм

Электромагнитное поле является особой формой материи, которая обладает рядом свойств. Оно непрерывно распространяется в пространстве, в пустоте — со скоростью света, воздействует на заряженные частицы и токи, в процессе этого воздействия энергия поля преобразуется в другие виды энергии (механическую, тепловую). Электромагнитное поле состоит из электрического и магнитного полей. Рассмотрим магнитное поле.

Если к прямолинейному проводнику, по которому протекает электрический ток, поднести магнитную стрелку, то она будет стремиться стать перпендикулярно плоскости, проходящей через ось проводника и центр вращения стрелки. В данном случае на стрелку действуют так называемые магнитные силы, оказывающие также влияние на движущиеся заряженные частицы и на проводники с током. В проводниках, движущихся в магнитном поле, или в неподвижных, но находящихся в переменном магнитном поле, возникает индуктированная ЭДС.

Графически магнитное поле изображают магнитными силовыми линиями. Вокруг прямолинейного проводника с током силовые линии располагаются в виде концентрических окружностей, густота которых увеличивается по мере приближения к проводнику. Магнитная индукция (интенсивность поля) зависит от силы тока в проводнике. Направление магнитных силовых линий зависит от направления тока в проводнике.

Направление магнитных силовых линий вокруг проводника с током можно определить по правилу буравчика: если буравчик с правой резьбой будет двигаться поступательно по направлению тока, то направление вращения ручки будет совпадать с направлением магнитных силовых линий вокруг проводника.

Магнитное поле является одним из важнейших проявлений электрического тока и не может быть получено независимо и отдельно от него.

Сильное магнитное поле создают соленоиды и электромагниты.

Соленоидом называется проводник, свитый спиралью, по которому пропущен электрический ток. Соленоид, внутри которого находится стальной сердечник, называется электромагнитом. Магнитное поле у электромагнита сильнее, чем у соленоида, так как стальной сердечник намагничивается и результирующее магнитное поле усиливается. Электромагниты широко применяют в технике для создания магнитного поля в электрических генераторах, двигателях и электроизмерительных приборах.

Магнитное поле постоянного магнита создается вращением электронов вокруг своих осей. Это равносильно некоторым элементарным замкнутым токам. В ненамаг-ниченном теле отдельные группы элементарных токов и их магнитные поля расположены хаотически, поэтому во внешнем пространстве магнитное поле не наблюдается. Под влиянием внешнего магнитного поля элементарные токи создают результирующее магнитное поле. Ферромагнитное поле, обладающее остаточной намагниченностью, называется постоянным магнитом. Условно считают, что магнитные силовые линии выходят из северного и входят в южный полюс. Внутри магнита магнитные силовые линии идут от южного полюса к северному.

Введя проводник с током в постоянное магнитное поле (рис. 4), заметим, что в результате сложения магнитных полей магнита и проводника произойдет усилие магнитного поля с одной стороны проводнику (в верхней части рисунка) и ослабление его с другой стороны проводника (на нижней части рисунка). В итоге действия двух магнитных полей магнитные линии искривятся и, стремясь сократиться, будут выталкивать проводник вниз. Направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, можно изменить, меняя полюсы, т. е. направление магнитного поля, или изменяя направление тока в проводнике. Если одновременно поменять полюсы и направление тока в проводнике, то направление силы, действующей на проводник, не изменится. Проводники, по которым протекает электрический ток одного направления, притягиваются, а проводники с токами противоположного направления отталкиваются.

Рис. 4. Взаимодействие проводника с током в постоянном магнитном поле

Ваш отзыв