Фізика — 11 клас
Магнітне поле, умови його існування. Дія магнітного поля на електричний заряд і досвіди, що підтверджують ця дія. Магнітна індукція.
В 1820 р. датський фізик Ерстед виявив, що магнітна стрілка повертається при пропущенні електричного струму через провідник, що перебуває біля її (мал. 27). У тому ж році французький фізик Ампер установив, що два провідники, розташовані паралельно один одному, випробовують взаємне притягання, якщо струм тече по них в одному напрямку, і відштовхування, якщо струми течуть у різних напрямках (мал. 28). Явище взаємодії струмів Ампер назвав електродинамічною взаємодією. Магнітна взаємодія електричних зарядів, що рухаються, відповідно до подань теорії близкодействия, пояснюється в такий спосіб: усякий електричний заряд, що рухається, створює в навколишньому просторі магнітне поле. Магнітне поле — особливий вид матерії, що виникає в просторі навколо будь-якого змінного електричного поля.
Із сучасної точки зору в природі існує сукупність двох полів — електричне й магнітного — це електромагнітне поле, воно являє собою особливий вид матерії, тобто існує об’єктивно, незалежно від нашої свідомості. Магнітне поле завжди породжується змінним електричним, і навпаки, змінне магнітне поле завжди породжує змінне електричне
поле. Електричне поле, загалом кажучи, можна розглядати окремо від магнітного, тому що носіями його є частки — електрони й протони. Магнітне поле без електричного не існує, тому що носіїв магнітного поля немає. Навколо провідника зі струмом існує магнітне поле, і воно породжується змінним електричним полем заряджених часток, що рухаються, у провіднику.
Магнітне поле є силовим полем. Силовою характеристикою магнітного поля називають магнітну індукцію (В). Магнітна індукція — це векторна фізична величина, рівна максимальній силі, що діє з боку магнітного поля на одиничний елемент струму. В = F/IL Одиничний елемент струму — це провідник довжиною 1 м і силою струму в ньому 1 А. Одиницею виміру магнітної індукції є тесла. 1 Тл = 1 Н/А м. Магнітна індукція завжди породжується в площині під кутом 90° до електричного поля. Навколо провідника зі струмом магнітне поле також існує в перпендикулярної провіднику площини.
Магнітне поле є вихровим полем. Для графічного зображення магнітних полів уводяться силові лінії, або лінії індукції, — це такі лінії, у кожній крапці яких вектор магнітної індукції спрямований по дотичній. Напрямок силових ліній перебуває за правилом
буравчика. Якщо буравчик угвинчувати по напрямку струму, то напрямок обертання рукоятки збіжиться з напрямком силових ліній. Лінії магнітної індукції прямого проведення зі струмом являють собою концентричні окружності, розташовані в площині, перпендикулярної провіднику (мал. 29)
Як установив Ампер, на провідник зі струмом, поміщений у магнітне поле, діє сила. Сила, що діє з боку магнітного поля на провідник зі струмом, прямо пропорційна силі струму, довжині провідника в магнітному полі й перпендикулярній складовій вектора магнітної індукції. Це і є формулювання закону Ампера, що записується так: Fa = ILВ sin a. Напрямок сили Ампера визначають за правилом лівої руки. Якщо ліву руку розташувати так, щоб чотири пальці показували напрямок струму, перпендикулярна складова вектора магнітної індукції (В = В sin а) входила в долоню, то відігнутий на 90° великий палець покаже напрямок сили Ампера (мал. 30).
Розсувні межкомнатние двері й перегородки.