Question

Магнитное поле прямого проводника и катушки с током. Электромагнит.

Answer 1

Ответ:

Наи­боль­ший прак­ти­че­ский ин­те­рес пред­став­ля­ет собой маг­нит­ное поле ка­туш­ки с током. Чтобы по­лу­чить ка­туш­ку, надо взять изо­ли­ро­ван­ный про­вод­ник и на­мо­тать его на кар­кас. Такая ка­туш­ка со­дер­жит в себе боль­шое ко­ли­че­ство вит­ков про­во­да. Об­ра­ти­те вни­ма­ние: эти про­во­да на­мо­та­ны на пласт­мас­со­вый кар­кас и у этого про­во­да есть два вы­во­да. Понятие магнитного поля катушки

Если ка­туш­ку с током под­ве­сить на тон­ких и гиб­ких про­вод­ни­ках, то она уста­но­вит­ся так же, как маг­нит­ная стрел­ка ком­па­са. Один конец ка­туш­ки будет об­ра­щен к се­ве­ру, дру­гой – к югу. Зна­чит, ка­туш­ка с током, как и маг­нит­ная стрел­ка, имеет два по­лю­са – се­вер­ный и южный.

Во­круг ка­туш­ки с током име­ет­ся маг­нит­ное поле. Его, как и поле пря­мо­го про­вод­ни­ка, можно об­на­ру­жить при по­мо­щи опи­лок. Маг­нит­ные линии маг­нит­но­го поля ка­туш­ки с током яв­ля­ют­ся также за­мкну­ты­ми.

Ка­туш­ки с током ши­ро­ко ис­поль­зу­ют в тех­ни­ке в ка­че­стве маг­ни­тов. Они удоб­ны тем, что их маг­нит­ное дей­ствие можно из­ме­нять в ши­ро­ких пре­де­лах.Если за­ме­нить ка­туш­ку дру­гой, с большим чис­лом вит­ков про­во­ло­ки, то при той же силе тока она при­тя­нет боль­ше же­лез­ных пред­ме­тов. Зна­чит, маг­нит­ное дей­ствие ка­туш­ки с током тем силь­нее, чем боль­ше число вит­ков в ней.При уве­ли­че­нии силы тока дей­ствие маг­нит­но­го поля ка­туш­ки с током уси­ли­ва­ет­ся, при умень­ше­нии – ослаб­ля­ет­ся.

Ока­зы­ва­ет­ся также, что маг­нит­ное дей­ствие ка­туш­ки с током можно зна­чи­тель­но уси­лить, не меняя число её вит­ков и силу тока в ней. Для этого надо вве­сти внутрь ка­туш­ки же­лез­ный стер­жень (сер­деч­ник). Же­ле­зо, вве­ден­ное внутрь ка­туш­ки, уси­ли­ва­ет маг­нит­ное дей­ствие ка­туш­киОб­ра­ти­те вни­ма­ние, что на схе­мах ка­туш­ка обо­зна­ча­ет­ся опре­де­лен­ным сим­во­лом. Да­вай­те по­смот­рим на этот экс­пе­ри­мент и на схе­ма­тич­ное изоб­ра­же­ние ка­туш­ки. Итак, мы го­во­ри­ли о том, что если ка­туш­ку под­ве­сить на тон­ких про­вод­ни­ках и за­кре­пить ка­туш­ку на под­став­ке, то мы уви­дим, что она будет вести себя точно так же, как маг­нит­ная стрел­ка. Она будет рас­по­ла­гать­ся стро­го ори­ен­ти­ро­ван­но одной сто­ро­ной на юг, дру­гой сто­ро­ной на север.Когда со­об­ра­зи­ли сде­лать же­лез­ный крю­чок и при­со­еди­нить его к этому устрой­ству, по­лу­чи­ли воз­мож­ность пе­ре­тас­ки­вать раз­лич­ные грузы. Итак, что такое элек­тро­маг­нит?

Элек­тро­маг­ни­том на­зы­ва­ют ка­туш­ку с же­лез­ным сер­деч­ни­ком внут­ри. Элек­тро­маг­нит на схеме обо­зна­ча­ет­ся как ка­туш­ка, а свер­ху рас­по­ла­га­ет­ся го­ри­зон­таль­ная линия.Эта линия ха­рак­те­ри­зу­ет же­лез­ный сер­деч­ник. Когда мы изу­ча­ли элек­три­че­ские яв­ле­ния, то го­во­ри­ли, что у элек­три­че­ско­го тока есть раз­ные свой­ства, в том числе и маг­нит­ные свой­ства. И один из экс­пе­ри­мен­тов, ко­то­рые мы об­суж­да­ли, был свя­зан с тем, как мы берем про­во­ло­ку, при­со­еди­нен­ную к ис­точ­ни­ку тока, на­ма­ты­ва­ем на же­лез­ный гвоздь и на­блю­да­ем, как к этому гвоз­дю на­чи­на­ют при­тя­ги­вать­ся раз­лич­ные же­лез­ные пред­ме­ты. Вот это и есть про­стей­ший элек­тро­маг­нит. И те­перь мы по­ни­ма­ем, что про­стей­ший элек­тро­маг­нит нам обес­пе­чи­ва­ют сила тока, про­те­ка­ю­щая в ка­туш­ках, ко­ли­че­ство вит­ков и обя­за­тель­но ме­тал­ли­че­ский сер­деч­ник.

Магнитное поле прямого проводника и катушки с током.

Answer 2

Магнитное поле возникает вокруг проводника, по которому проходит ток. Это поле имеет форму концентрических окружностей, в центре которых находится проводник с током. Силовые линии магнитного поля располагаются по этим окружностям. Направление магнитного поля всегда совпадает с направлением тока, проходящего по проводнику , .

При использовании проводника, согнутого в виде витка, магнитные поля, образованные всеми участками этого проводника, будут внутри витка иметь одинаковое направление. Это увеличивает интенсивность магнитного поля внутри витка по сравнению с прямолинейным проводником. При объединении витков в катушку магнитные поля, созданные отдельными витками, складываются, и их силовые линии соединяются в общий магнитный поток. Это усиливает магнитное поле внутри катушки .

Магнитное поле снаружи катушки также складывается из магнитных полей отдельных витков, однако магнитные силовые линии располагаются не так густо, вследствие чего интенсивность магнитного поля там не столь велика, как внутри катушки .

Катушка, обтекаемая током, представляет собой искусственный электрический магнит, называемый электромагнитом. Для усиления магнитного поля внутрь катушки вставляют стальной сердечник. Электромагниты нашли широкое применение в технике, они создают магнитное поле, необходимое для работы электрических машин, а также электродинамические усилия, требуемые для работы различных электроизмерительных приборов и электрических аппаратов .

Полярность конца катушки электромагнита можно определить, как и полярность постоянного магнита, при помощи магнитной стрелки. Если поставить магнитную стрелку на северный полюс катушки, она поворачивается южным концом. Полярность электромагнита можно определить и с помощью правой руки. Для этого руку надо положить ладонью на катушку и совместить четыре пальца с направлением в ней тока, при этом отогнутый большой палец покажет направление магнитного поля .