При отсутствии тока в рамках подвижную рамку следует установить так, чтобы её плоскость составляла с плоскостью неподвижной рамки небольшой угол. При включении тока при параллельных токах в соседних элементах рамок будут действовать силы притяжения, в результате чего подвижная рамка будет поворачиваться в сторону уменьшения угла между рамками. Если соседние токи антипараллельны, то рамка будет поворачиваться в сторону увеличения этого угла.
3.2.9. Рамка с током в неоднородном магнитном поле
На рамку с током, помещенную в однородное магнитное поле, действует момент силы, стремящийся вызвать поворот этой рамки. Если магнитное поле неоднородное, то совокупность сил, действующих на элементы рамки, не сводится только к паре сил. Возникает также отличная от нуля равнодействующая сил. Под действием этой силы рамка (или виток) с током либо втягивается в область более сильного поля, либо выталкивается из него. Если вектор магнитного момента рамки с током составляет острый угол с вектором индукции внешнего магнитного поля, то возникший момент силы будет стремиться повернуть рамку в направлении уменьшения этого угла, а равнодействующая сила будет втягивать рамку в область более сильного поля.
Если вектор магнитного момента рамки составляет тупой угол с вектором индукции внешнего магнитного поля, то рамка будет выталкиваться из области более сильного поля и одновременно поворачиваться в сторону уменьшения угла между положительными направлениями указанных векторов.
36
.
Демонстрационная установка показана на рисунке. Магнитное поле создается катушкой 11 0 с цилиндрическим железным сердечником 1 2 0.
Вблизи торца сердечника подвешена круглая рамка 1 3 0, состоящая из нескольких десятков витков проволоки. Магнитное поле, возникающее при протекании тока через катушку, вблизи торца сердечника 12 0 является неоднородным. Если теперь включать ток через рамку, то возможны два варианта наблюдаемого явления.
3Вариант 1
Магнитный момент рамки составляет острый угол с направлением вектора индукции магнитного поля катушки вблизи рамки. В этом случае рамка притянется к катушке и прижмется к её торцу.
3Вариант 2
Магнитный момент рамки составляет тупой угол с направлением вектора индукции магнитного поля катушки. В этом случае рамка отталкивается от катушки и одновременно вращается. После того как в результате вращения угол между векторами станет острым, рамка начнет притягиваться к катушке и, так же как и в первом случае, прижмется к её торцу. Перелючатель 1 4 0 позволяет изменять направление тока в катушке и тем самым наблюдать оба варианта взаимодействия.
3.2.10. ЭДС электромагнитной индукции. Опыты Фарадея
3Опыт 1
В опыте используются катушка 1 1 0, гальванометр 12 0 и постоянный магнит 1 3 0. В момент внесения полюса магнита внутрь катушки наблюдается отклонение стрелки гальванометра. При 1 0неподвижном магните стрелка не отклоняется. При вытаскивании магнита из катушки стрел37
.
ка также отклоняется, но в противоположную сторону. Направление отклонения стрелки изменяется на противоположное также при изменении полюса, вдвигаемого в катушку или вытаскиваемого из нее. Величина отклонения стрелки зависит от скорости вдвигания магнита. Чем меньше время вдвигания, тем больше отклонение стрелки.
3Опыт 2
В этом опыте вместо постоянного магнита используется тонкая катушка 14 0, по которой пропускается электрический ток. Вдвигая тонкую катушку с током внутрь большой катушки, можно наблюдать те же эффекты, что и с постоянными магнитами. Это говорит об идентичности магнитных полей постоянных магнитов и токов.
3Опыт 3
Для проведения этого опыта используются большой постоянный магнит 11 0, рамка 1 2 0 и гальванометр 1 3 0. Рамка содержит несколько десятков витков провода и не имеет жесткого каркаса. Её легко деформировать. Целью этого опыта является демонстрация того факта, что
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.