Опыты эрстеда и ампера кратко

Обновлено: 30.06.2024

Достаточно давно было замечено, что существуют вещества, предметы из которых определенным образом ориентируются в пространстве. Они также взаимодействуют между собой и взаимодействуют с электрическими токами. Эти вещества называли магнитами.

2.Опыт Эрстеда (1820)

Данный эксперимент показал взаимодействие тока и магнита и установил связь между электрическими и магнитными явлениями.

3.Опыт Ампера (1823)

Ампер показал, что подобным образом взаимодействуют и токи между собой.

Ампер установил, что токи одного направления притягиваются, противоположные – отталкиваются. А сила взаимодействия пропорциональна произведению токов.

4.Понятие о магнитной индукции

Так же, как в электричестве, будем считать, что магнитное взаимодействие осуществляется с помощью магнитного поля. Для характеристики магнитного поля вводят вектор индукции магнитного поля

В электричестве вводилось понятие пробного заряда. В магнетизме вводят понятие элемента тока.

Последнее выражение можно рассматривать, как определение индукции магнитного поля. С другой стороны оно определяет силу действия на элемент тока в магнитном поле. Можно рассчитать силу, действующую на проводник с токами конечной длины.

где интеграл вычисляется по длине проводника. Эту силу называют силой Ампера. Для линейного проводника

Для индукции можно также написать следующее выражение

1 слагаемое – это касательная составляющая магнитной индукции, которая не дает вклада в силу.

2 слагаемое – нормальная составляющая индукции.

Если проводник развернуть определенным образом, то касательная составляющая исчезнет. Данное выражение можно рассматривать, как одно из определений индукции.

Аналогия с электричеством

5.Единицы измерения.

1 Тесла – единица СИ индукции магнитного поля, равная индукции такого однородного магнитного поля, в котором на рамку, имеющую магнитный момент 1 А·м 2 , действует вращающий момент 1 Н·м.

6.Принцип суперпозиции

Как и для электрического поля, для магнитного поля выполняется принцип суперпозиции.

Закон: Индукция магнитного поля созданная несколькими источниками равна сумме индукций создаваемых в данной точке каждым источником в отдельности.

7.Графическое представление магнитного поля

Так же, как и электрическое поле, магнитное поле можно представить с помощью линий, касательная к которым в каждой точке совпадает с направлением вектора индукции. Их нельзя назвать силовыми линиями, т.к. сила перпендикулярна индукции. Экспериментально картины линий можно получить с помощью мелких частиц магнитного вещества (железных опилок).

Вблизи прямого проводника с током линии индукции являются окружностями.

Внутри соленоида поле однородно.

Эксперименты показывают, что линии магнитной индукции замкнутые, т.е. не имеют начала и конца. В этом их существенное отличие от электростатического поля. Говорят, что магнитное поле имеет вихревой характер. Следовательно, в природе нет магнитных зарядов, нет магнитных токов.

8.Закон Био-Савара-Лапласа

Закон является обобщением экспериментальных факторов и показывает, какую индукцию создает бесконечно тонкий элемент с током.

Это закон Био-Савара-Лапласа в дифференциальной и интегральной формах.

индукция пространственного распределения тока

Если имеется движущийся заряд, то

– индукция магнитного поля, которую создает один движущийся заряд.

Связь между электрическими и магнитными полями:

9.Взаимодействие двух проводников

10.О коэффициенте в законе БСЛ.

Коэффициент в законе зависит от выбора системы единиц.

, где μ₀ – магнитная постоянная, которая равна

11.Напряженность магнитного поля

В магнетизме так же, как в электричестве, вводится дополнительный вектор для характеристики магнитного поля – напряженность.

– в вакууме ( – напряженность).

Очевидно, что в вакууме эти два вектора совпадают с точностью до постоянного коэффициента. В средах это не так.

1. Опыт Эрстеда заключается в следующем. На столе располагают магнитную стрелку, которая ориентируется с севера на юг в магнитном поле Земли, и параллельно ей сверху проводник, соединённый с источником тока (см. рис. 81). При замыкании цепи стрелка повернётся на 90° и встанет перпендикулярно проводнику.

При размыкании цепи стрелка вернётся в первоначальное положение. Если изменить направление тока на противоположное, то стрелка повернётся в обратную сторону. Опыт Эрстеда доказывает, что вокруг проводника, по которому течёт электрический ток, существует магнитное поле, которое действует на магнитную стрелку.

Опыт Эрстеда показал существование взаимосвязи между электрическими и магнитными явлениями.

Об этой взаимосвязи свидетельствует и опыт, известный как опыт Ампера. Если по двум длинным параллельно расположенным проводникам пропустить электрический ток в одном направлении, то они притянутся друг к другу; если направление тока будет противоположным, то проводники оттолкнутся друг от друга. Это происходит потому, что вокруг одного проводника возникает магнитное поле, которое действует на другой проводник с током. Если ток будет протекать только по одному проводнику, то проводники не будут взаимодействовать.

Таким образом, вокруг движущихся электрических зарядов или вокруг проводника с током существует магнитное поле. Магнитное поле действует на движущиеся заряды. На неподвижные заряды магнитное поле не действует.

Силовой характеристикой магнитного поля является величина, называемая магнитной индукцией. Обозначается магнитная индукция буквой $ B $ . Магнитная индукция является векторной величиной, т.е. имеет определённое направление. Это наглядно проявляется в опыте со взаимодействием параллельных проводников с током. Направление вектора магнитной индукции совпадает с направлением северного полюса магнитной стрелки в данной точке поля.

2. Обнаружить магнитное поле вокруг проводника с током можно с помощью либо магнитных стрелок, либо железных опилок, которые в магнитном поле намагничиваются и становятся магнитными стрелками. На рисунке 87 изображён проводник, пропущенный через лист картона, на который насыпаны железные опилки. При прохождении по проводнику электрического тока опилки располагаются вокруг него по концентрическим окружностям.

Линии, вдоль которых располагаются в магнитном поле магнитные стрелки или железные опилки, называют линиями магнитной индукции. Направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки, принято за направление линий магнитной индукции. Вектор магнитной индукции направлен по касательной к линии магнитной индукции в каждой точке поля.

Как следует из результатов опыта Эрстеда и опыта по взаимодействию параллельных проводников с током, направление линий вектора магнитной индукции (и линий магнитной индукции) зависит от направления тока в проводнике. Направление линий магнитной индукции можно определить с помощью правила буравчика. Для линейного проводника оно следующее: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитной индукции.

3. Если пропустить электрический ток по катушке, то опилки расположатся, как показано на рисунке 88.

Картина линий магнитной индукции свидетельствует о том, что катушка с током становится магнитом. Если катушку с током подвесить, то она повернётся южным полюсом на юг, а северным — на север (рис. 89).

Следовательно, катушка с током имеет два полюса: северный и южный. Определить полюса, которые появляются на её концах можно, если известно направление электрического тока в катушке. Для этого пользуются правилом буравчика: если направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением тока в катушке, то направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением линий магнитной индукции внутри катушки (рис. 90).

4. Тела, длительное время сохраняющие магнитные свойства, или намагниченность, называют постоянными магнитами. Поднося магнит к железным опилкам, можно заметить, что они притягиваются к концам магнита и практически не притягиваются к его середине. Те места магнита, которые производят наиболее сильное магнитное действие, называются полюсами магнита. Магнит имеет два полюса: северный — N и южный — S. Принято северный полюс магнита окрашивать синим цветом, а южный — красным. Если полосовой магнит разделить на две части, то каждая из них окажется магнитом с двумя полюсами.

Положив на постоянный магнит лист бумаги или картона и насыпав на него железные опилки, можно получить картину его магнитного поля (рис. 91). Линии магнитной индукции постоянных магнитов замкнуты, все они выходят из северного полюса и входят в южный, замыкаясь внутри магнита.

Магнитные стрелки и магниты взаимодействуют между собой. Разноимённые магнитные полюсы притягиваются друг к другу, а одноимённые — отталкиваются. Взаимодействие магнитов объясняется тем, что магнитное поле одного магнита действует на другой магнит и, наоборот, магнитное поле 2-го магнита действует на 1-й.

Причиной наличия у веществ магнитных свойств является движение электронов, существующих в каждом атоме. При своём движении вокруг атома электроны создают магнитные поля. Если эти поля имеют одинаковую ориентацию, то вещество, например железо или сталь, намагничены достаточно сильно.

5. Магнитное поле действует на проводник с током. Доказать это можно с помощью эксперимента (рис. 92).

Если в поле подковообразного магнита поместить проводник длиной $ l $ , подвешенный на тонких проводах, соединить его с источником тока, то при разомкнутой цепи проводник останется неподвижным. Если замкнуть цепь, то по проводнику пойдёт электрический ток, и проводник отклонится в магнитном поле от своего первоначального положения. При изменении направления тока проводник отклонится в противоположную сторону. Таким образом, на проводник с током, помещённый в магнитное поле, действует сила, которую называют силой Ампера.

Экспериментальное исследование показывает, что сила Ампера прямо пропорциональна длине проводника $ l $ и силе тока $ I $ в проводнике: $ F\sim Il $ . Коэффициентом пропорциональности в этом равенстве является модуль вектора магнитной индукции $ B $ . Соответственно, $ F=BIl $ .

Сила, действующая на проводник с током, помещённый в магнитное поле, равна произведению модуля вектора магнитной индукции, силы тока и длины той части проводника, которая находится в магнитном поле.

В таком виде зависимость силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, записыватся в том случае, если линии магнитной индукции перпендикулярны проводнику с током.

Формула силы Ампера, позволяет раскрыть смысл понятия вектора магнитной индукции. Из выражения для силы Ампера следует: $ B=\frac $ , т.е. магнитной индукцией называется физическая величина, равная отношению силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, к силе тока и длине проводника, находящейся в магнитном поле.

Из приведённой формулы понятно, что магнитная индукция является силовой характеристикой магнитного поля.

Единица магнитной индукции $ [В] = [F]/[I][l] $ . $ [B] $ = 1 Н/(1 А · 1 м) — 1 Н/(А · м) = 1 Тл. За единицу магнитной индукции принимают магнитную индукцию такого поля, в котором на проводник длиной 1 м действует сила 1 Н при силе тока в проводнике 1 А.

Направление силы Ампера определяют, пользуясь правилом левой руки: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре пальца направлены по направлению тока в проводнике, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы, действующей на проводник (рис. 93).

6. Движение проводника с током в магнитном поле лежит в основе работы электрического двигателя. Если поместить прямоугольную рамку в магнитное поле и пропустить по ней электрический ток, то рамка повернётся (рис. 94), потому, что на стороны рамки действует сила Ампера. При этом сила, действующая на сторону рамки $ ab $ , противоположна силе, действующей на сторону $ cd $ .

Для того чтобы рамка не остановилась в тот момент, когда её плоскость перпендикулярна линиям магнитной индукции, и продолжала вращаться, изменяют направление тока в проводнике. Для этого к концам рамки припаяны полукольца, по которым скользят контакты, соединённые с источником тока. При повороте рамки на 180° меняются контактные пластины, которых касаются полукольца и, соответственно, направление тока в рамке.

В электрическом двигателе энергия электрического и магнитного полей превращается в механическую энергию.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть 1

1. На рисунке показано, как установилась магнитная стрелка между полюсами двух одинаковых магнитов. Укажите полюса магнитов, обращённые к стрелке.

1) 1 — S, 2 — N
2) 1 — А, 2 — N
3) 1 — S, 2 — S
4) 1 — N, 2 — S

2. Па рисунке представлена картина линий магнитного поля от двух полосовых магнитов, полученная с помощью магнитной стрелки и железных опилок. Каким полюсам полосовых магнитов соответствуют области 1 и 2?

1) 1 — северному полюсу; 2 — южному
2) 1 — южному; 2 — северному полюсу
3) и 1, и 2 — северному полюсу
4) и 1, и 2 — южному полюсу

3. При прохождении электрического тока по проводнику магнитная стрелка, находящаяся рядом, расположена перпендикулярно проводнику. При изменении направления тока на противоположное. Стрелка

1) повернётся на 90°
2) повернётся на 180°
3) повернётся на 90° или на 180° в зависимости от значения силы тока
4) не изменит свое положение

4. Проводник, по которому протекает электрический ток, расположен перпендикулярно плоскости чертежа (см. рисунок). Расположение какой из магнитных стрелок, взаимодействующих с магнитным полем проводника с током, показано правильно?

5. Из проводника сделали кольцо и по нему пустили электрический ток. Ток направлен против часовой стрелки (см. рисунок). Как направлен вектор магнитной индукции в центре кольца?

1) вправо
2) влево
3) на нас из-за плоскости чертежа
4) от нас за плоскость чертежа

6. По катушке идёт электрический ток, направление которого показано на рисунке. При этом на концах железного сердечника катушки

1) образуются магнитные полюса — на конце 1 — северный полюс, на конце 2 — южный
2) образуются магнитные полюса — на конце 1 — южный полюс, на конце 2 — северный
3) скапливаются электрические заряды: на конце 1 — отрицательный заряд, на конце 2 — положительный
4) скапливаются электрические заряды: на конце 1 — положительный заряд, на конце 2 — отрицательный

7. Два параллельно расположенных проводника подключили параллельно к источнику тока.

Направление электрического тока и взаимодействие проводников верно изображены на рисунке

8. В однородном магнитном поле на проводник с током, расположенный перпендикулярно плоскости чертежа (см. рисунок), действует сила, направленная

1) вправо →
2) влево ←
3) вверх ↑
4) вниз ↓

9. Сила, действующая на проводник с током, который находится в магнитном поле между полюсами магнита направлена

1) вверх ↑
2) вниз ↓
3) направо →
4) налево ←

10. На рисунке изображён проводник с током, помещённый в магнитное поле. Стрелка указывает направление тока в проводнике. Вектор магнитной индукции направлен перпендикулярно плоскости рисунка к нам. Как направлена сила, действующая на проводник с током?

1) вверх ↑
2) вправо →
3) вниз ↓
4) влево ←

11. Из приведённых ниже утверждений выберите два правильных и запишите их номера в таблицу.

1) Вокруг неподвижных зарядов существует магнитное поле.
2) Вокруг неподвижных зарядов существует электростатическое поле.
3) Если разрезать магнит на две части, то у одной части будет только северный полюс, а у другой — только южный.
4) Магнитное поле существует вокруг движущихся зарядов.
5) Магнитная стрелка, находящаяся около проводника с током, всегда поворачивается вокруг своей оси.

12. Электрическая схема содержит источник тока, проводник АВ, ключ и реостат. Проводник АВ помещён между полюсами постоянного магнита (см. рисунок).

Используя рисунок, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.

1) При перемещении ползунка реостата влево сила Ампера, действующая на проводник АВ, увеличится.
2) При замкнутом ключе проводник будет выталкиваться из области магнита вправо.
3) При замкнутом ключе электрический ток в проводнике имеет направление от точки В к точке А.
4) Магнитные линии поля постоянного магнита в области расположения проводника АВ направлены вертикально вниз.
5) Электрический ток, протекающий в проводнике АВ, создаёт однородное магнитное поле.

Часть 2

13. Участок проводника длиной 0,1 м находится в магнитном поле индукцией 50 мТл. Сила тока, протекающего по проводнику, 10 А. Какую работу совершает сила ампера при перемещении проводника на 8 см в направлении своего действия? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.

Многие важные законы электродинамики установлены экспериментально. Рассмотрим некоторые из них.

Эксперименты Эрстеда

Эксперименты Эрстеда показали, что электрический ток создает магнитное поле. В 1820 году датский ученый проводил опыты, размещая магнитную стрелку параллельно проводу с током.

При следовании тока через проводник стрелка поворачивалась.

Данное открытие случайным не назовешь. Еще в самом начале века Эрстед задался целью исследовать вопрос: оказывает ли электрический ток действие на магнит.

В опытах Эрстеда проявилось родство между магнетизмом и электричеством. Стало очевидным:

что на неподвижные электрические заряды магнитная стрелка не реагирует;
перемещающиеся заряды (электрический ток) способны оказать влияние на магнитную стрелку.

Важным выводом из опытов Эрстеда стало то, что магнетизм связан не со статическими электрическими полями, а с электрическим током.

Эксперименты Эрстеда позволили найти новый тип взаимодействия электрических зарядов.

Эксперименты Ампера

В том же году, что и Эрстед, французский физик и математик А. М. Ампер установил, что два параллельных проводника с токами, взаимодействуют (притягиваются или отталкиваются).

Явление взаимодействия электрических токов было названо Ампером электродинамическим взаимодействием.

Основываясь на своих экспериментах, А. Ампер сделал вывод о том, что воздействие тока на магнит и магнитов друг с другом объясняется, если допустить, что внутри магнита постоянно циркулируют молекулярные круговые токи. При этом все явления в магнетизме можно объяснить взаимодействием перемещающихся зарядов, и никаких особенных магнитных зарядов в природе не существует.

Готовые работы на аналогичную тему

В соответствии с теорией близкодействия каждый перемещающийся электрический заряд порождает вокруг себя магнитное поле. Это магнитное поле является непрерывным в пространстве, и оно оказывает действие на другие перемещающиеся электрические заряды.

Силы, возникающие при действии магнитного поля на проводник с током, назвали силами Ампера. Величина максимальной силы Ампера, действующей на прямой проводник с током равна:

где $I$ -сила тока в проводнике; $ B$ - величина магнитной индукции однородного поля; $l$ - длина проводника.

Существованием сил Ампера объясняется ориентирующее действие магнитного поля при внесении в него рамки с током.

Эксперимент по обнаружению силовых линий магнитного поля

Магнитные поля можно характеризовать при помощи вектора индукции магнитного поля ($\vec B$). Для визуализации картины, описывающей поля используют понятие силовых линий.

Силовыми линиями магнитного поля (линиями магнитной индукции) называют кривые, в каждой точке к которым, вектор $\vec B$ является касательной.

Картину силовых линий магнитного поля можно продемонстрировать на простом опыте.

Прямой проводник с током пропустить сквозь отверстие, например, в картоне.
Вокруг проводника на картоне насыпать железные опилки.
Пропустить по проводнику ток.
Опилки выстроятся по силовым линиям магнитного поля, образовав концентрические окружности, с центром на оси провода.

Эксперименты М. Фарадея

Причина того, что данный вопрос долго не могли решить: сложно было увидеть, что только переменное магнитное поле способно возбуждать электрический ток.

Фарадей провел следующий эксперимент. На широкую катушку из дерева он намотал две проволоки (витки одной были расположены между витками другой). Витки проволок были изолированы друг от друга. Одну спираль ученый соединил с гальванометром, другую с источником тока. Замыкая цепь, он увидел, что в этот момент через гальванометр проходил ток.

Аналогичная ситуация возникала при размыкании исследуемой цепи. При постоянном течении тока никаких индукционных токов через гальванометр обнаружено не было.

Так, вначале была открыта индукция при размыкании и замыкании цепи в неподвижных (по отношению друг к другу) проводниках.

Далее, Фарадей экспериментально показал, что ток индукции появляется при перемещении катушек относительно друг друга. Ученому были известны работы Ампера, и он представлял магнит, как систему молекулярных микротоков.

17 октября 1831 года в своем лабораторном журнале Фарадей сделал запись о том, что им был обнаружен ток индукции в катушке, когда он вдвигал (выдвигал) в нее постоянный магнит. За месяц ученый выявил почти все значимые характеристики явления электромагнитной индукции.

И так, в замкнутом проводящем контуре появляется индукционный ток если:

контур неподвижен (или движется) в изменяющемся магнитном поле;
контур перемещается в постоянном магнитном поле;

самое главное, чтобы количество силовых линий магнитного поля, которые пронизывает, рассматриваемый контур изменялось.

Появление тока индукции означает, возникает электродвижущая сила (ЭДС), названная ЭДС индукции.

В математическом виде закон, описывающий электромагнитную индукцию, представляют в виде:

где $Ɛ_i$ - электродвижущая сила индукции; $Ф$ - магнитный поток (поток магнитной индукции)

Генератор Фарадея

На основе своего открытия электромагнитной индукции ученый создал первую модель генератора электрического тока, который преобразовывал энергию механического вращения в электричество.

Основными элементами данного генератора стали:

Медный диск большой массы.
Сильный магнит.

Диск совершал вращения между полюсами магнита. Ось и край диска Фарадей соединил с гальванометром. Приводя диск во вращение, он увидел, что стрелка гальванометра отклоняется.

Индукционный ток получался очень слабым, но предложенный принцип в дальнейшем был положен в основу создания мощных генераторов.

Тема конспекта: Опыт Эрстеда. Магнитное поле прямого проводника с током. Линии магнитной индукции. Электромагнит.

Опыты Эрстеда

Опыт Эрстеда заключается в следующем. На столе располагают магнитную стрелку, которая ориентируется с севера на юг в магнитном поле Земли, и параллельно ей сверху проводник, соединённый с источником тока. При замыкании цепи стрелка повернётся на 90° и встанет перпендикулярно проводнику.

Опыт Эрстеда показал существование взаимосвязи между электрическими и магнитными явлениями. Магнитное поле действует на движущиеся заряды. На неподвижные заряды магнитное поле не действует.

Линии магнитной индукции

Силовой характеристикой магнитного поля является величина, называемая магнитной индукцией . Обозначается магнитная индукция буквой В. Магнитная индукция является векторной величиной, т.е. имеет определённое направление. Это наглядно проявляется в опыте со взаимодействием параллельных проводников с током. Направление вектора магнитной индукции совпадает с направлением северного полюса магнитной стрелки в данной точке поля.

Линии, вдоль которых располагаются в магнитном поле магнитные стрелки или железные опилки, называют линиями магнитной индукции. Направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки, принято за направление линий магнитной индукции. Вектор магнитной индукции направлен по касательной к линии магнитной индукции в каждой точке поля.

Как следует из результатов опыта Эрстеда и опыта по взаимодействию параллельных проводников с током, направление линий вектора магнитной индукции (и линий магнитной индукции) зависит от направления тока в проводнике. Направление линий магнитной индукции можно определить с помощью правила буравчика . Для линейного проводника оно следующее: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитной индукции.

Электромагнит

Электромагнит — устройство, создающее магнитное поле при прохождении электрического тока через него. Обычно электромагнит состоит из обмотки и ферромагнитного сердечника, который приобретает свойства магнита при прохождении по обмотке электрического тока. В электромагнитах, предназначенных, прежде всего, для создания механического усилия также присутствует якорь (подвижная часть магнитопровода), передающий усилие.

Движение проводника с током в магнитном поле лежит в основе работы электрического двигателя. Если поместить прямоугольную рамку в магнитное поле и пропустить по ней электрический ток, то рамка повернётся, потому, что на стороны рамки действует сила Ампера.

Презентация на тему: " Опыт Эрстеда. Опыт Ампера. Магнитное поле. Конфигурации магнитных полей. Характеристики магнитного поля. Объяснение магнитных свойств вещества. Магнитное." — Транскрипт:

2 Опыт Эрстеда. Опыт Ампера. Магнитное поле. Конфигурации магнитных полей. Характеристики магнитного поля. Объяснение магнитных свойств вещества. Магнитное поле Земли. Применение магнитов. Явление электромагнитной индукции.

4 Опыт Эрстеда (1820г) Под неподвижным проводником, параллельно ему, поместим магнитную стрелку. При пропускании электрического тока через проводник магнитная стрелка поворачивается и располагается перпендикулярно к проводнику. При размыкании цепи магнитная стрелка возвращается в первоначальное положение. Этот фундаментальный опыт показывает, что в пространстве, окружающем проводник с током, действуют силы, вызывающие движение магнитной стрелки, подобные тем, которые действуют вблизи магнитов. Таким образом, опыт Эрстеда доказывает, что в пространстве, окружающем проводник с током, возникает магнитное поле.

5 I B Опыт Эрстеда.

7 Опыт Ампера (1820г). Ампер установил взаимодействие между двумя проводниками по которым идёт ток. По двум параллельным проводникам он пропустил электрический ток. Если токи в них имеют одинаковое направление, то проводники будут друг к другу притягиваться; если в них токи противоположны по направлению, то проводники будут друг от друга отталкиваться. Таким образом. в пространстве, окружающем токи, возникает магнитное поле.

8 Вокруг проводника с током существует магнитное поле. B B Опыт Ампера

9 Магнитное поле - это особый вид материи, обладающий следующими свойствами: существует вокруг движущихся заряженных частиц(проводников с током) или образуется переменным электрическим полем; действует на движущиеся заряженные частицы (проводники с током); по мере удаления от них ослабевает; имеет определённую конфигурацию в пространстве.

10 Магнитные линии – воображаемые линии, вдоль которых расположились бы магнитные стрелки, помещённые в магнитное поле. Магнитная линия Свойства линий магнитного поля: всегда замкнуты; непрерывны; не пересекаются; расположены гуще там, где магнитное поле сильнее.

11 Конфигурации магнитных полей: Проводник с током; Катушка с током; Соленоид; Постоянный магнит;

12 I B B I B I Проводник с током. + - ток от нас - ток к нам

13 Катушка с током I B

15 Постоянный магнит S N N N

16 Характеристики магнитного поля: а)Вектор магнитной индукции б)Магнитный поток.

17 В – вектор магнитной индукции. В = F l l – длина проводника; I – сила тока в проводнике; 2.Единица магнитной индукции называется тесла (Тл). 1 Тл = 1 Н А м 3.Направление вектора магнитной индукции. 1.Модуль вектора магнитной индукции:

18 1.Правило магнитной стрелки: 2.Правило буравчика: 3. Правило правой руки:

19 1.Правило магнитной стрелки: В Направление В совпадает с направлением от южного полюса S к северному полюсу N. N S 1.Правило магнитной стрелки:

20 2.Правило буравчика: Если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля тока. I В

21 3. Правило правой руки: Если охватить соленоид ладонью правой руки, направив четыре пальца по направлению тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида. I В

22 Ф – магнитный поток. В В 1 2 В 1 В 2

23 В 1 В 2 = S 1 S 2 S 2 S 1

24 В 1 В 2 = S 2 S 1 = 3.Магнитный поток зависит от того, как расположена плоскость контура по отношению к линиям магнитной индукции. В 2 В 1 S 1 S 2 Ф 2 = 0

25 Магнитное поле Земли. Арктика Антарктика (южный географический полюс) (северный географический полюс) N S SMSM NMNM Космическое излучение Магнитные бури Аномалии справка

26 Вокруг Земли существует магнитное поле. Предполагается, что он связан с электрическими токами, протекающими в земных недрах. Магнитные полюсы Земли не совпадают с её географическими полюсами: северный магнитный полюс Земли находится вблизи Южного географического полюса (координаты – 66,5 0 южной широты и восточной долготы); южный магнитный полюс Земли вблизи Северного географического полюса (координаты 75 0 северной широты и 99 0 западной долготы, удалён примерно на 2100 км) Магнитные аномалии - области, в которых направление магнитной стрелки постоянно отклонено от направления магнитной линии Земли Причина – огромные залежи железной руды (Курская магнитная аномалия). Магнитные бури – в период усиления солнечной активности увеличивается поток заряженных частиц от Солнца, магнитное поле которых изменяет магнитное поле Земли.

27 Примеры применения магнитного поля. Электромагнит Магнитный сепаратор Электрический двигатель Генератор переменного тока Магнитные мины.

28 А Магнитное поле катушки с током сердечник

29 Магнитное поле катушки с током можно изменять в широких пределах 1.ввести внутрь катушки железный сердечник; 2.увеличить число витков в катушке; 3.увеличить силу тока в катушке. Железная катушка с сердечником внутри называется э л е к т р о м а г н и т о м.

30 В зерно подмешивают очень мелкие железные опилки. Эти опилки не прилипают к гладким зёрнам полезных злаков, но прилипают к зёрнам сорняков. Зерна из бункера высыпаются на вращающийся барабан, внутри которого находится сильный магнит. Притягивая железные частицы он очищает зерно от сорняков.

31 Зерно Вращающийся барабан электромагнит Железные частицы и зёрна сорняков

32 Генератор переменного тока. Электрический генератор – машина, преобразующая механическую энергию вращения в электрическую энергию постоянного или переменного тока. Действие генератора основано на явлении электромагнитной индукции: при вращении витка в магнитном поле в витке возникает индукционный ток. Неподвижная часть генератора называется статор, а вращающаяся – ротором. В промышленных генераторах вращается магнит, а роль статора выполняет катушка. К концам катушки присоединены полукольца, к которым прижаты щётки, с помощью которых катушка соединяется с внешней цепью.

33 Статор (магнит) Ротор ( катушка) щётки полукольца V 0 5

34 Электрический двигатель. Явление вращения проводника с током в магнитном поле используют в устройстве электрического двигателя. Якорь (ротор) состоит из большого числа витков, находящихся в пазах железного цилиндра. Коллектор – устройство, состоящее из двух полуколец, насаженных на ту же ось, что и якорь. С помощью щёток, которые касаются пластин коллектора, проводники якоря включают в цепь источника тока. Первый в мире электродвигатель изобрёл Борис Семёнович Якоби в 1834г.

35 S N якорь щётки коллектор электромагнит

36 Принцип действия магнитной мины. Каждый корабль можно уподобить огромному плавающему постоянному магниту, ибо его металлический корпус и механизмы под действием магнитного поля Земли намагничиваются. Наличие у кораблей собственного магнитного поля использовалось для создания магнитных мин. В некоторых типах взрывателей магнитных мин реагирующим элементом, вызывающим действие мины, служила магнитная стрелка. Когда в районе расположения мины оказывался корабль, магнитное поле последнего вызывало перемещение магнитной стрелки, замыкавшей электрическую цепь, в которую включены батарея элементов и запал. Мина взрывалась

37 Магнитные мины Магнитная стрелка Запал

39 Магнитные мины катушка взрывателя реле электрический запал магнитное поле корабля

40 Гипотеза Ампера: магнитные свойства тела определяются замкнутыми электрическими токами внутри него.

41 Современная физика: Электроны при движении вокруг ядра атома создают магнитное поле, что и вызывает намагниченность тела.

Читайте также: