Магнитное поле и его свойства. Магнитная индукция. Сила Ампера. Работа при перемещении проводника в магнитном поле. Намагничивание веществ, страница 10

Как видно, эти поля отличаются только направлением линий индукции. Магнитное поле прямолинейного тока имеет вид концентрических окружностей, расположенных в плоскостях, перпендикулярных к проводнику. Направление линий индукции магнитного поля тока определяются правилом правого винта: Если поступательное движение винта происходит по направлению тока в проводнике, то направление вращения головки винта показывает, направление линий магнитной индукции  магнитного поля.

Магнитное поле кругового тока показано на (рис. 6). Направление линий индукции магнитного поля видно по положению магнитной стрелки. Оно определяется с помощью правила правого винта. Заметим, что правило правого винта для кругового тока можно использовать и по другому: если вращать головку винта по направлению тока в контуре, то поступательное движение винта укажет направление линий индукции внутри контура.

 

Магнитное поле соленоида, представляющего собой катушку с током, показано на рисунке 7, где видно, что внутри соленоида линии индукции параллельны и огибают его с наружной стороны. Направление линий индукции магнитного поля соленоида можно определить по правилу правого винта, как и для кругового тока.

6 Сравнение магнитных свойств соленоида и постоянного магнита

 Магнитные полюса контура с током

Сравнивая магнитное поле постоянного полосового магнита с магнитным полем соленоида, можно видеть, что эти поля по внешнему виду одинаковы. Различие между ними имеется только внутри соленоида и магнита.

Магнитные свойства соленоида с током и полосового магнита практически одинаковы. Например, если соленоид подвесить так, чтобы он мог вращаться в горизонтальной плоскости, то он сам устанавливается в направлении с севера на юг.

Это хорошо согласуется с идеей Ампера, согласно которой поле магнита создается микротоками молекул. Все изложенное выше дает право утверждать, что линии индукции поля магнита замкнуты, т. е. продолжаются внутри него так же, как и в соленоиде (рис. 9).

 

Поскольку магнит имеет полюсы, то можно заключить, что они должны быть и у соленоида. Действительно, если у соленоида с током один конец притягивается к северному полюсу магнита, то другой конец отталкивается от него. Установив по правилу правого винта направление линии индукции, можно определить магнитные полюса соленоида: как и у магнита, линии индукции выходят из соленоида со стороны северного полюса и входят со стороны южного. Так же определяются «полюсы» у контура с током (y него «полюсом» является поверхность, обтекаемая током).

На основании изложенного можно дать следующее определение полюса соленоида или кругового тока: поверхность, которую ток обтекает против часовой стрелки, является северным полюсом, а поверхность, обтекаемая током по часовой стрелке, является южным полюсом (рис. 10а, 10б). Магнитные полюсы катушки указаны на рис. 10в. Полюсы соленоида указаны на рис. 7.

 

Заметим, что когда на один и тот же контур смотрят с двух противоположных сторон, то для одного наблюдателя ток в контуре идет по часовой стрелке, а для другого – против часовой стрелки. Следовательно, у каждого контура с током обязательно имеются два разных полюса. Таким образом, магнитные полюсы существуют только парами. Никаким путем невозможно получить один магнитный полюс. Если постоянный магнит разломить, то получается два магнита с северным и южным полюсами у каждого (рис. 11).

 

	Рисунок 11 – если разломить постоянный магнит, то каждая часть станет отдельным магнитом

 

7 Сила взаимодействия параллельных токов. Магнитная проницаемость среды

Силы взаимодействия токов и магнитов в дальнейшем будем называть магнитными. Выясним, чем определяется сила взаимодействия двух параллельных токов (рис. 12).