KNOWLEDGE HYPERMARKET


Реферат до уроку на тему «Магнітне поле провідника зі струмом. Магнітне поле котушки зі струмом. Електромагніти»
Реферат до предмету Фізика, 9 клас
Тема«Магнітне поле провідника зі струмом. Магнітне поле котушки зі струмом. Електромагніти»

MatI-10-9.gif
                   
 Магнітне поле постійного електричного струму і постійного магніту. Навколо нерухомих електричних зарядів існує тільки електричне поле. Рухомі електричні заряди і електричні поля, що змінюються, створюють в навколишньому просторі магнітне поле. Через магнітне поле здійснюються взаємодії електричних струмів, постійних магнітів і струмів з магнітами. Електричні взаємодії струмів нехтує малі в порівнянні з їх магнітними взаємодіями. У сучасній фізиці магнітне поле характеризують векторною величиною, званою магнітною індукцією B, точне визначення якої дане нижче. Прийнято вважати, що вектор B в будь-якій крапці А магнітного поля співпадає по напряму з силою, що діє на північний полюс нескінченно малої магнітної стрілки, поміщеної в А: на полюси цієї стрілки діє пара сил, що встановлює її у напрямі B. Тому магнітні поля вивчають за допомогою дрібної голчатої залізної тирси, яка, намагнічувавшись в нім, як би перетворюються на маленькі магнітні стрілки.


Магнітне поле прямолінійного струму спостерігають, протягнувши крізь розташований горизонтально лист картону вертикальний прямолінійний дріт, що є частиною електричного ланцюга. Тирса-стрілка при замиканні струму в ланцюзі і після легкого постукування по листу утворюють ланцюжки у вигляді кіл із загальним центром на осі струму. Тому магнітне поле електричного струму графічно зображають у вигляді ліній магнітної індукції, аналогічних лініям напруженості електростатичного поля. Лінії магнітної індукції є колами з центрами на осі струму, розташовані в площинах, перпендикулярних напряму струму. Їх напрям визначають за правилом правого гвинта: при поступальній ході гвинта у напрямі струму його обертання указує напрям магнітного поля цього струму. Відмінність між лініями магнітної індукції і лініями напруженості електростатичного поля: перші замкнуті і оточують електричний струм; другі - розімкнені, починаються на поверхні позитивно заряджених тіл і закінчуються на поверхні негативно заряджених.


Магнітне поле витка із струмом, або контуру струму, показано малюнку (кружок з крапкою означає, що в цьому перетині струм направлений перпендикулярно площини малюнка до нас, а кружок з хрестом - що струм направлений від нас). Напрям ліній магнітної індукції уздовж осі витка вкаже магнітна стрілка, поміщена в його центрі. Дві протилежні сторони обтічної струмом поверхні можна зіставити з двома полюсами магнітної стрілки: сторону, з якої лінії магнітної індукції виходять - з північним полюсом магнітної стрілки, а в яку вони входять - з південним. Напрям магнітного поля витка із струмом можна визначити також за правилом правого гвинта: якщо помістити вістря гвинта в центрі витка і обертати гвинт у напрямі струму, то його поступальна хода вкаже напрям ліній магнітної індукції. Таким чином, існує взаємний зв'язок напрямів струму в замкнутому провіднику і його магнітного поля, їх «зліпленість».

 Лінії магнітної індукції котушки із струмом, або соленоїда, входять в котушку з боку її південного магнітного полюса і виходять з північного. Усередині котушки, довжина якої у багато разів більше за її діаметр, магнітне поле однорідне, тобто лінії магнітної індукції паралельні і щільність їх однакова.  Магнітне поле постійного магніту можна спостерігати, насипавши залізну тирсу на лист картону, покладений на магніт. Поза прямим магнітом воно схоже на магнітне поле котушки із струмом. За допомогою залізної тирси можна спостерігати магнітне поле тільки поза постійним магнітом.  Але лінії магнітної індукції продовжуються і усередині постійного магніту і замикаються, як показано на малюнку. З середньої лінії, проведеної через так звану нейтральну область магніту, не виходять і в неї не входять лінії індукції. До нейтральної області магніту залізні і сталеві предмети не притягуються.


 Магнітне поле соленоїда. Хай соленоїд довжиною l, що у багато разів перевищує його діаметр, має N витків, по яких тече струм силою I. Якщо соленоїд знаходиться у вакуумі (або повітрі), то магнітна індукція поля в нім чисельно рівна B0 = H0 IN / l = H0 In, де n = N/l; In - число ампер-витків, що доводяться на одиницю довжини соленоїда; H0 - магнітна постійна, така, що характеризує магнітне поле у вакуумі. Поле усередині довгого соленоїда однорідно і напрямлено від південного полюса (S) до північного (N). Модуль магнітної індукції поля в соленоїді пропорційний числу ампер-витків, що доводяться на одиницю його довжини. Магнітна постійна H0 = 4@ • 10-7 кг • м/(с2 • А2).


 Магнітна індукція. Підвісимо горизонтальний прямолінійний провідник АС, що є частиною електричного ланцюга, між полюсами широкого постійного підковоподібного магніту. Магнітне поле між полюсами магніту направлене зверху вниз. При замиканні ланцюга магнітні поля струму і магніту починають взаємодіяти. Якщо струм в провіднику тече від А до З, як показано на малюнку, то провідник АС втягується в проміжок між полюсами магніту, займаючи положення А1С1, якщо ж напрям струму змінити на зворотне, то провідник АС виштовхується з цього проміжку.

Отже, сила, з якою зовнішнє магнітне поле діє на прямолінійний провідник із струмом, розташований перпендикулярно лініям магнітної індукції цього поля, направлена перпендикулярно як лініям індукції, так і провідникові. Напрям цієї сили визначається правилом лівої руки: якщо покласти ліву руку провідник так, щоб чотири пальці указували напрям струму, а лінії магнітної індукції входили в долоню, то відігнутий великий палець вкаже напрям сили, що діє на провідник.

Надіслано вчителем Міжнародного ліцею «Гранд» Борушевською Г.І.

Предмети > Фізика і астрономія > Фізика 9 клас > Магнітне поле провідника зі струмом. Магнітне поле котушки зі струмом. Електромагніти > Магнітне поле провідника зі струмом. Магнітне поле котушки зі струмом. Електромагніти. Реферати