Вихревая природа магнитного поля
Картину линий магнитного поля можно
сделать видимой, если воспользоваться
мелкими железными опилками. В магнитном
поле каждый кусочек железа, насыпанный
на лист картона, намагничивается и ведёт
себя как маленькая магнитная стрелка.
Большое количество таких стрелок
позволяет в большем числе точек определить
направление магнитного поля и,
следовательно, более точно указать
расположение линий магнитной индукции.
Такие картины магнитного поля приведены
на рисунках 13 - 16.
Вихревая природа магнитного поля
Важной особенностью линий
магнитного поля является то, что они не
имеют ни начала, ни конца. Они всегда
замкнуты. Вспомним, что с электростатическим
полем дело обстоит иначе. Его силовые
линии во всех случаях имеют источник:
они начинаются на положительных зарядах
и оканчиваются на отрицательных. Поля
с замкнутыми силовыми линиями называют
вихревыми. Магнитное
поле - вихревое поле. Замкнутость линий
магнитного поля представляет собой
фундаментальное свойство магнитного
поля. Оно заключается в том, чтомагнитное
поле не имеет источников. Магнитных
зарядов, подобных электрическим, в
природе нет. Итак, мы научились связывать
с каждой точкой магнитного поля
определённое направление - направление
вектора магнитной индукции. Это
направление указывает магнитная стрелка
или нормаль к маленькому контуру с
током. Выяснили, что магнитное поле не
имеет источников; магнитных зарядов не
существует.
Модуль вектора магнитной индукции
|
Для определения силовой
характеристики магнитного поля
недостаточно только знания направления
магнитного поля в каждой его точке,
нам надо знать и абсолютную величину
этой силы (=модуль силы), с которой,
например, поле поворачивает рамку
с током. Для упрощения задачи
рассмотрим установку для измерения
силы, действующей на проводник с
током, находящийся в поле
подковообразного магнита.
Максимальное поле сосредоточено
вблизи полюсов такого магнита, в эту
область мы и поместим проводник с
током. Он способен свободно двигаться
в горизонтальной плоскости, так как
подвешен на двух вертикальных нитях.
|
Силу, действующую на проводник,
измеряют с помощью специального
динамометра. Для этих целей можно
к середине испытуемого проводника
прикрепить маленькое зеркальце,
которое будет отбрасывать световой
зайчик от луча света, посылаемого
от неподвижного источника света
(фонарика, например) на шкалу,
закрепляемого на стойке вблизи
основной установки (на рисунке не
показано). По перемещению зайчика
можно будет судить об отклонении
проводника от положения равновесия
при пропускании тока через проводник,
и косвенно о механической силе,
действующей на проводник с током
со стороны магнитного поля
подковообразного магнита.
|
Задаваемыми нами параметрами будут
сила тока и длина проводника, затем
дополнительно скажем и об угле
наклона между проводником и линиями
магнитной индукции.
|
|
Итак, было замечено, что чем больше
сила тока в цепи проводника, тем
больше сила, с которой магнитное
поле подковы толкало проводник с
током. И чем больше выбиралась
длина проводника, помещаемого в
поле магнита, тем больше становилась
эта же по природе сила. То
есть СИЛА прямо пропорциональна
СИЛЕ ТОКА и ДЛИНЕ ПРОВОДНИКА с
током. И в нашем случае,
когда направление силы тока в
проводнике перпендикулярно
магнитным линиям индукции
подковообразного магнита, эта сила
максимальна и формулу можно записать
так: F~I*l.
|
|
И далее важный момент! Частное
от деления F на I*l
будет величиной постоянной
для данной ситуации, поэтому его
и удобно принять за силовую
характеристику магнитной индукции
поля. Величину В
и назвали
модулем
магнитной индукции.
Индукция измеряется в
теслах (Тл) по имени югославского
учёного-электротехника (1856-1943).
|
|
|
