Проводник с током в магнитном поле.

Если поместить в магнитное поле проводник с током, то между электронами, проходящими по проводнику, и внешним магнитным полем возникнут электромагнитные силы, которые, складываясь, образуют результирующую силу, стремящуюся вытолкнуть проводник из магнитного поля (рис.2.5).

Рисунок 2.5. Выталкивание проводника с током из магнитного поля

С одной стороны будет наблюдаться сгущение магнитных линий, с противоположной стороны – разрежения.

Направление выталкивания проводника определяют по правилу левой руки(рис.2.6):

«Ладонь левой руки надо расположить так, чтобы силовые линии входили в нее, четыре вытянутых пальца совместить с направлением тока, тогда отогнутый большой палец укажет направление действия силы по выталкиванию проводника».

Рисунок 2.6. Определение направления выталкивания проводника с током магнитным потоком по правилу

левой руки

Электромагнитная сила определяется законом Ампера:

«Электромагнитная сила, действующая на проводник с током, находящийся в магнитном поле и расположенный перпендикулярно направлению поля, равна произведению силы тока I, индукции магнитного поляВи длины проводникаℓ»: F=ВIℓ.

Если проводник расположен под углом αк силовым магнитным линиям, то: F=ВIℓsinα [Н], где: α угол между направлением проводника и направлением поля.

Виток с током в магнитном поле.

Поместим в магнитное поле не проводник, а виток (или катушку) и расположим его вертикально. Оказывается, выталкивания витка из магнитного поля не произойдёт. Если виток был помещён в магнитное поле так, как это показано на рис. 2.7 слева, то верхняя сторона его будет выталкиваться вправо, а нижняя – влево, т.е. электромагнитные силы, действующие на них, будут направлены в разные стороны. Возникает электромагнитный вращающий момент, который вызовет поворот витка. Виток будет поворачиваться, пока не займет горизонтальное положение, перпендикулярное магнитным силовым линиям поля, показанное на рис. 2.7 справа.

В этом положении произойдёт уравновешивание сил и виток останется неподвижным. Направление вращения витка определяется тоже по правилу левой руки.

Контрольные вопросы

1. Как располагаются магнитные силовые линии прямолинейного проводника с током?

2. Сформулируйте правило буравчика.

3. Назовите способы получения более сильных полей при небольших токах.

4. Как образуется результирующая сила проводника с током?

5. Сформулируйте правило левой руки.

6. Сформулируйте правило Ампера.

7. Что произойдёт с витком, если поместить его в магнитное поле?

8. Какая сила вызовет поворот витка?

2.3. Магнитные свойства веществ

Классификация ферромагнитных материалов.

Все вещества: твердые, жидкие и газообразные в зависимости от магнитных свойств делятся на:

· ферромагнитные: железо, никель, кобальт и их сплавы, обладают сильными магнитными свойствами; к магнитам притягиваются; стержни, изготовленные из них, устанавливаются вдоль магнитного поля; µ_отн=40-200000.

· парамагнитные: алюминий, олово, хром, марганец, платина, вольфрам, растворы солей железа и др.; слабо намагничиваются; слабее притягиваются к магнитам; стержни из них устанавливаются вдоль магнитного поля; µ_отн>1 (1,0037).

· диамагнитные: медь, серебро, золото, свинец, цинк, смола, вода, воздух и другие газы; от магнитов отталкиваются; стержни из них устанавливаются поперек поля; µ_отн<1 (0,999).

В ферромагнитных материалах магнитная индукция значительно больше, чем в неферромагнитных материалах при одной и той же напряженности магнитного поля (т.е. при одной и той же намагничивающей силе).