Магнитное поле и его свойства. Магнитная индукция. Сила Ампера. Работа при перемещении проводника в магнитном поле. Намагничивание веществ, страница 9

Тело, изготовленное из специальных сортов стали, прочно сохраняет свою намагниченность после удаления из внешнего поля, т. с. становится постоянным магнитом. Постоянный магнит притягивает к себе тела, содержащие железо. Наибольшей силой притяжения обладают концы магнита, которые называют магнитными полюсами. Маленький магнитик удлиненной формы, помещенный на острие, называют магнитной стрелкой. Магнитная стрелка при отсутствии помех сама располагается так, что один ее конец указывает на север, а другой – на юг. Конец стрелки, который указывает на север, условно называют северным полюсом и обозначают С (или N), а ее противоположный конец называют южным полюсом и обозначают Ю (или S).

Поскольку магнитному полю в каждой точке можно приписать определенное направление (вспомните компас), то условно считают поле в каждой точке направленно туда, куда указывает северный полюс магнитной стрелки, находящийся в этой точке. На основании опытов было установлено, что одноименные полюсы магнитов отталкиваются, а разноименные притягиваются.

4 Линии магнитной индукции. Понятие о вихревом поле. Как известно магнитная стрелка, внесенная в магнитное поле, поворачивается. Значит, на ее концы действуют магнитные силы, образующие пару сил (рис. 3a).

 

Рисунок 3 – действие сил на магнитную стрелку в магнитном поле

 
 


Когда стрелка установится неподвижно, эти силы должны быть направлены по одной прямой, вдоль которой расположена стрелка (рис. 3б)(объясните почему). Это означает, что с помощью магнитных стрелок можно определять расположение линий, вдоль которых магнитные силы действуют на магнитные стрелки.

Магнитное поле на схемах условно изображается магнитными силовыми линиями, которые с недавнего времени стали называть линиями индукции магнитного поля. Линией индукции магнитного поля называют такую линию, в каждой точке которой маленькие магнитные стрелки располагаются по касательной в направлении вектора магнитной индукции.

 


На практике картину расположения магнитных линии индукции в плоскости легко получить с помощью стальных опилок, так как каждая частица опилок, попав в магнитное поле, намагничивается и становится очень маленькой магнитной стрелкой, которая располагается вдоль линии индукции поля. На рис. 4 показан вид магнитного поля прямолинейного тока в плоскости, перпендикулярной к проводнику, полученный с помощью опилок и несколько магнитных стрелок. Линии индукции считают направленными в ту сторону, в которой указывают северные полюсы стрелок, т. е. по часовой стрелке, если смотреть сверху (по направлению тока).

Через каждую точку пространства проходит только одна линия индукции, поэтому линии индукции нигде не пересекаются друг с другом.

Из рис. 4 видно, что линии индукции .магнитного поля замкнуты, т. е не имеют ни начала, ни конца и всегда охватывают проводник с током. Это очень важное свойство линий индукции магнитного поля. Вспомним, что линии напряженности электрического поля имеют начало и конец на электрических зарядах (или в бесконечности). Поле, линии индукции которого всегда замкнуты, называют вихревым. В отличие от потенциального поля электрических зарядов, магнитное поле является вихревым.

Из всего изложенного выше можно сделать вывод, что магнитное поле и электрический ток всегда существуют совместно. В природе никогда не бывает магнитного поля без электрического тока и электрического тока без магнитного поля.

5 Магнитное поле прямолинейного тока, кругового тока и соленоида.

Магнитное поле проводника определяется силой и направлением тока, а также формой этого проводника.

Магнитные поля прямолинейных проводников с токами противоположных направлений схематически изображены на (рис. 5).