Основы электротехники сильных токов. Электрические и магнитные явления, страница 34

На рис. 111 изображен кусок естественного магнита, а на рис. 112 искусственный магнит. Будучи свободно подвешенными на нитях> оба. магнита своими северными полюсами повернутся к северному полюсу* а южными полюсами — к южному полюсу земного шара. Этим свой­ством каждого магнита пользуются при изготовлении магнитных стре­лок (рис. 113) и магнитных компасов (рис. 114).

Магнитную стрелку делают из закаленной стали. Ту лоловнну стрелки, на которой получится при намагничивании северный полюс, делают матовой или воронят (синий цвет).

Магнитный компас применяется обычно на морских.судах для опре-деления/ курса судна. Судовой компас состоит и» бумажно! картушки

(ряс. 114), на которой снаружи нанесены деления в градусах и рунИ/ бах (iV, S, О, TV, Л'О, 5TV и т. д.), а с нижней стороны прикреплено^

несколько  небольших  постоянных!./ магнитов, повернутых одноименными'" полюсами в одну и ту же сторону. _tl. Картушка   вешается   на  острие ! шпильки, на котором она может сво- , бодно поворачиваться, а на котелке компаса в направлении диаметраль­ной плоскости  судна  проводится прямая черта, от которой и берутся отсчеты при определении курса суд­на. Действительно, как бы судно ни поворачивалось, картушка ком­паса сохранит свое неизменное по­ложение, а сам компас будет пово­рачиваться вместе с судном. Напри­мер, если судно идет прямо на север, то против черты на котелке компаса  придется 0°, или буква N. Если же судно повернется в какую-нибудь сторону, то для того, чтобы узнать курс судна, нужно прочесть то деление картушки, которое приходится против черты компаса.

§ 53. Молекулярное строение магнита. Намагничивание.

Если взять намагниченную стальную шгастйжу или стальную спицу и разрезать ее пополам, то каждая половина будет самостоятельным магнитом, имея полюса на концах и нейтральную линию посередине. Если магнит разрезать на три, четыре и вообще на несколько частей, то каждая часть будет иметь два полюса (северный и южный) на' концах и нейтральную линию посередине. Из этого опыта следует, что" отделить северный полюс от южного но представляется возможным.

Последнее заклю­чение дает возмож­ность сделать предпо­ложение, что каждое тело, способное нама­гничиваться (железо, сталь, чугун и др.), со­ стоит, из' мельчайших магнитиков, расположенных во всевозможных направлениях, как примерно показано на рис. 115, на котором для наглядности северные концы магнитиков зачернены. В таком состоя­нии тело не проявляет никаких магнитных свойств. Если же мы это тело намагнитим, например натрем его другим магнитом, то мельчай­шие магнитики повернутся, располагаясь в строгом порядке, север­ными концами в одну сторону, а южными в другую, как примерно по­казано на рис. 116. На одном конце тела окажутся свободными се-: верные полюса магнитиков, образуя северный полюс магнита; точно.

так • же на другом конце магнита образуется южный полюс S. Теперь уясе не трудно будет понять, что, на сколько бы частей мы ни делили магнит, всегда на срезанных частях будут свободные полюса мельчай-• ших магнитиков, из которых состоит весь магнит, а потому каждая часть магнита будет иметь два полюса N и S.

Опыт показывает, что намагнитить можно только стальную полосу, м'ягкое же железо намагнитить почти невозможно. Это явление объ­ясняется тем, что в мягком железе мель­чайшие магнитики легко и быстро пово­рачиваются при на­магничивании и так яге быстро приходят снова в беспорядок по удалении намагничивающего магнита. Правда, некоторые магнитика все же остаются повернутыми вдоль полосы, что и проявляется в же­лезе слабыми магнитными его свойствами, называемыми остаточным магнетизмом. При намагничивании стали мельчайшие магнитики с тру­дом поворачиваются, но при этом остаются повернутыми, сохраняя ' очень долго принятое положение и после удаления, намагничивающего магнита. Следовательно, сталь обладает особой так называемой задер­живающей силой, благодаря которой она обладает способностью сохра­нять магнитные свойства после намагничивания.

§ 54. Взаимодействие полюсов магнитов.

Если к северному полюсу магнитной стрелки (рис. 117) поднести северный полюс какого-нибудь магнита, то мы увидим, что северный по­люс магнитной стрелки оттолкнется от одно-имейного с ним север­ного полюса магнита.

Если же к север­ному полюсу магнитной стрелки поднести юж­ный полюс магнита, то мы заметим, что магнит­ ная стрелка повернется, стремясь приблизиться к поднесенному полюсу магнита. Итак, взаимо-. действие магнитных полюсов состоит в том, что одноименные по­люса двух магнитов (т. е. южный и южный, северный и север­ный) отталкиваются друг от друга, а разноименные полюса⁴ (южный и северный) притягиваются друг к другу. Чем меньше расстояние между полюсами магнитов, тем взаимодействие проявляется , с большей силой.

Взаимодействие полюсов двух магнитов происходит по закону, най­денному Кулоном.

Закон Кулона: Сила взаимодействия между двумя магнитними полюсами в воздухе'пропорциональна количеству магне­тизма, заключенному в каоюдом полюсе, и обратно пропорцио­нальна квадрату расстояния между полюсами. Этот закон можно выразить формулой:

где т, и яг₂ — количества магнетизма в полюсах двух магнитов, а "г — расстояние между полюсами в сантиметрах.

Теперь необходимо определить, что же мы понимаем нод выраже­нием «количество магнетизма» в полюсе, магнита, или, вернее, чем.мы должны измерять количество магнетизма.

Если в формуле закона Кулона положить /=1 дине¹ и г = 1см, то m_t = m₂ = l, а потому можно сказать, что за единицу количества магнетизма (магнитной массы) надо принять такое количество магнетизма, которое действует на равное себе количество магне­тизма в воздухе на расстоянии 1 см с силой в одну дину.

Формула закона Кулона показывает, что если мы увеличим рас­стояние между двумя магнитными полюсами двух магнитов вдвое, та сила взаимодействия уменьшится в четыре раза.

§ 55. Магнитное поле.