Магнітне поле струму. Правило свердлика

 
 

Ви вже знаєте, що навколо провідника зі струмом існує магнітне поле. Дослідимо це поле за допомогою залізних ошурок. Для цього провідник пропустимо через аркуш картону перпендикулярно до його поверхні, насиплемо на картон залізні ошурки та замкнемо коло. У магнітному полі провідника ошурки намагнітяться й відтворять картину ліній магнітної індукції магнітного поля прямого провідника зі струмом — концентричні кола, що охоплюють провідник (див. рис. 3.1). А як визначити напрямок магнітних ліній?

Знайомимося з правилом свердлика

Розташуємо поряд із провідником декілька магнітних стрілок і пустимо в провіднику струм — стрілки зорієнтуються в магнітному полі провідника (рис. 3.1, а). Північний полюс кожної стрілки вкаже напрямок вектора індукції магнітного поля в даній точці, а отже, і напрямок магнітних ліній цього поля.

Зі зміною напрямку струму в провіднику зміниться й орієнтація магнітних стрілок (рис. 3.1, б). Це означає, що напрямок магнітних ліній залежить від напрямку струму в провіднику.

Зрозуміло, що визначати напрямок ліній магнітної індукції за допомогою магнітної стрілки незручно, тому використовують правило свердлика:

Якщо вкручувати свердлик за напрямком струму в провіднику, то напрямок обертання ручки свердлика вкаже напрямок ліній магнітного поля струму (рис. 3.2, а);

або інакше:

Якщо спрямувати великий палець правої руки за напрямком струму в провіднику, то чотири зігнуті пальці вкажуть напрямок ліній магнітного поля струму (рис. 3.2, б).

Переконайтеся в справедливості правила свердлика для випадків, поданих на рис. 3.1.



 

З'ясовуємо, від чого залежить модуль індукції магнітного поля провідника зі струмом

Згадайте: магнітну дію провідника зі струмом першим виявив Г. Ерстед у 1820 р. А от чому це відкриття не було зроблено раніше? Річ у тім, що зі збільшенням відстані від провідника магнітна індукція створеного ним магнітного поля значно зменшується. Отже, якщо магнітна стрілка розташована не поблизу провідника зі струмом, магнітна дія струму є майже непомітною.

Розгляньте рис. 3.3. Чому зі збільшенням відстані від провідника щільність ліній магнітної індукції зменшується? Чи однаковими є модулі векторів Б1 і Б2?

Магнітна індукція залежить також від сили струму: зі збільшенням сили струму в провіднику магнітна індукція створеного ним магнітного поля збільшується.

вивчаємо магнітне поле котушки зі струмом

Змотаємо ізольований дріт у котушку й пустимо в ньому струм. Якщо тепер навколо котушки розмістити магнітні стрілки, то до одного торця котушки стрілки повернуться північним полюсом, а до другого — південним (рис. 3.4). Отже, навколо котушки зі струмом існує магнітне поле.

Як і штабовий магніт, котушка зі струмом має два полюси — південний і північний. Полюси котушки розташовані на її торцях, і їх легко визначити за допомогою правої руки:

Якщо чотири зігнуті пальці правої руки спрямувати за напрямком струму в котушці, то відігнутий на 90° великий палець укаже напрямок на північний полюс котушки, тобто напрямок вектора магнітної індукції всередині котушки (рис. 3.5).

Зіставивши магнітні лінії постійного штабового магніту та магнітні лінії котушки зі струмом, побачимо їхню надзвичайну схожість (рис. 3.6). Зазначимо: магнітна стрілка, підвішена котушка зі струмом і підвішений штабовий магніт орієнтуються в магнітному полі Землі однаково.


Підбиваємо підсумки

Навколо провідника зі струмом існує магнітне поле. Магнітна індукція поля, створеного струмом, зменшується зі збільшенням відстані від провідника та збільшується зі збільшенням сили струму в провіднику.

Напрямок ліній магнітної індукції магнітного поля провідника зі струмом можна визначити за допомогою магнітних стрілок або за допомогою правила свердлика.

Котушка зі струмом, як і постійний магніт, має два полюси. Їх можна визначити за допомогою правої руки: якщо чотири зігнуті пальці правої руки спрямувати за напрямком струму в котушці, то відігнутий на 90° великий палець укаже напрямок на її північний полюс.

Контрольні запитання

1. Як визначити напрямок ліній магнітної індукії магнітного поля провідника зі струмом? 2. Сформулюйте правило свердлика.

3. Як магнітна індукція магнітного поля провідника зі струмом залежить від відстані до провідника? від сили струму в провіднику?

4. Який вигляд мають лінії магнітної індукції магнітного поля прямого провідника зі струмом? котушки зі струмом? 5. Як визначити магнітні полюси котушки зі струмом?

Вправа № 3

1. На рис. 1 зображено лінію магнітної індукції магнітного поля провідника зі струмом. Яким є напрямок струму в провіднику?

2. На рис. 2 зображено лінії магнітної індукції магнітних полів двох провідників зі струмом. 1) Як напрямлене магнітне поле провідника, зображеного на рис. 2, а? 2) Яким є напрямок струму в провіднику, зображеному на рис. 2, б? 3) Визначте, в якій точці — А чи В — магнітне поле є сильнішим (рис. 2, а, б).

3. Яким полюсом має повернутися до нас магнітна стрілка (рис. 3)? Чи зміниться відповідь, якщо стрілку розташувати над провідником?

4. Над котушкою підвішено магніт (рис. 4). Як поводитиметься магніт, якщо замкнути коло?

5. Визначте полюси джерела струму на рис. 5.

6. У деяких приладах прояви магнітного поля струму не є бажаними. У таких приладах використовують біфілярну намотку: провід скручують удвоє так, щоб обидва його кінці опинилися поряд. У чому сенс такої намотки?


Експериментальне завдання

«Електромагнітний компас». Склейте паперовий циліндр діаметром 7-10 мм і завдовжки 4-5 см. Намотайте на одержаний каркас 2030 витків тонкого ізольованого дроту. Закріпіть отриману котушку горизонтально на невеликій дощечці (або корку) та з’єднайте кінці проводу з батареєю гальванічних елементів. Визначте полюси котушки й позначте їх. Опустіть дощечку в широку посудину з водою. Електромагнітний компас готовий. Як він діятиме? Вставте в котушку залізний цвях. Чи буде тепер ваш компас працювати правильно?

Фізика і техніка в Україні

Олександр Ілліч Ахієзер (1911-2000) — видатний український фізик-теоретик, академік НАНУ, засновник наукової школи з теоретичної фізики. Серед його учнів — академіки В. Г. Бар'яхтар, Д. В. Волков, С. В. Пелетмінський, О. Г. Ситенко і понад 30 членів-кореспондентів і докторів наук.

Досліджуючи взаємодію ультразвуку з кристалами, О. І. Ахієзер розробив механізм поглинання, зумовлений модуляцією енергії квазічастинки зовнішнім полем, який отримав назву «механізм Ахієзера». Вчений є автором теорії резонансних ядерних реакцій, здобув фундаментальні результати під час дослідження фізики плазми, разом з учнями сформулював основи електродинаміки плазми. Спільно з В. Г. Бар'яхтаром і С. В. Пелетмін-ським науковець відкрив нове явище — магнітоакустичний резонанс.

Іменем О. І. Ахієзера названо Інститут теоретичної фізики, що є структурним підрозділом Національного наукового центру «Харківський фізико-технічний інститут».

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

Популярне з Фізики за 9 клас

Добавити коментар

Автору дуже потрібно знати, чи Вам допоміг даний матеріал?!

    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent
оновити, якщо не видно коду

Коментарів 0


Ми створили сайт TEXTBOOKS з метою розміщення матеріалів (шкільних підручників) Міністерства Освіти України, для покращення освітнього процесу учнів у школах та вузах України.
Онлайн перегляд шкільного матеріалу допоможе Вам знайти якісну відповідь на поставлені питання вчителя.
Використовуйте Наш ресур для підготовки до ЗНО 2021, адже у нас присутні підготовчі курси з математики, української мови та літератури, англіської мови та історії України.