Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Опыты Ампера и Эрстеда




Как известно из электростатики (лекции 1-2), что между электрическими зарядами возникает взаимодействие, осуществляемое посредством электрического поля.

Исследования показали, что между движущимися зарядами может возникнуть взаимодействие иной природы, не относящееся к электростатическому. Впервые экспериментально показали Эрстед и Ампер в 1820г.

Эрстед заметил, что проводник с током вызывает появление сил, действующих на магнитную стрелку (рис. 147).

 
а) б)

Рис.147 Рис.148

 

На рис 147 показана пунктирной линией ориентация магнитной стрелки параллельно проводнику в отсутствии электрического тока, и отклонение стрелки относительно проводника при присутствии тока (сплошная). Он дал этому явлению объяснение тем, что проводник с током вокруг себя создает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитной стрелкой.

В 1820г. Ампер провел опыт с двумя параллельными проводниками с током (рис. 148) .

На основании опытов сделал вывод о том, что два параллельных тока притягивают друг друга (рис 148а), антипараллельные токи отталкиваются (рис 148б).

Как известно, за направление тока принимается направление движения положительных зарядов. Если рассматривать параллельные токи, то в них движутся положительные заряды. С точки зрения электростатики между положительными зарядами должны действовать силы отталкивания, однако опыт показывает, что они притягиваются. Следовательно, между движущимися зарядами, т.е. электрическими токами, возникает не электростатическое взаимодействие, а магнитное.

 

3.1.2. Магнитное поле токов. Вектор магнитной индукции. Силовые линии магнитного поля

Из опытов Эрстеда и Ампера следует, что между проводником с током и магнитной стрелкой возникает взаимодействие, которое отличается от электростатического взаимодействия между зарядами. В связи с этим возникает вопрос: Какова природа взаимодействия токов? Изменится ли пространство, если в него внесем проводник с током?

По теории близкодействия взаимодействие между токами осуществляется через магнитное поле, т.е. любой электрический ток вокруг себя создает магнитное поле. Оно взаимодействует с другим током, помещенным в это поле. Если в пространство внесем проводник с током, то оно изменяется, заполняется магнитным полем. Впервые понятие магнитного поля ввел Эрстед в 1820г. Опыт показывает, что магнитное поле создается движущимися зарядами.

Магнитное поле, как и электрическое – это вид материи и является объективной реальностью, существует вне нашего сознания. Количественной характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции , которая измеряется Теслой = [Тл].



Опыт показывает, что магнитная индукция зависит от размеров и геометрической формы проводника с током, от расстояния, от среды, где находится ток, от силы тока. Магнитная индукция обладает принципом суперпозиции, который гласит:

Результирующая индукция магнитного поля, создаваемого несколькими токами, равна векторной сумме индукции полей, создаваемых каждым током, т.е.

, (351)

где - индукция магнитного поля, создаваемого i-ым током. Для графического изображения магнитного поля вводятся силовые линии.

Силовой линией (линией индукции) называется линия, проведенная в магнитном поле, в каждой точке которой касательная совпадает с вектором магнитной индукции (рис.149).

Рис.149

 

Свойства силовых линий:

а) Силовые линии замкнутые. Направление силовых линий определяется правилом буравчика. Если при ввинчивании поступательное движение буравчика совпадает с направлением тока, то направление движения рукоятки показывает направление силовых линий (на рис.150 силовые линии - пунктирные).

а) б)
Рис.150

 

 

б) Силовые линии между собой не пересекаются.

   
 
I1 I2  


A

Рис.151

Рассмотрим пример. Пусть токи направлены перпендикулярно плоскости чертежа. Ток I1 – на нас, ток I2 – от нас. Определить направление вектора результирующей индукции поля в точке А (рис.151).

По правилу буравчика определяем направление силовых линий магнитных полей, создаваемых каждым током в точке А и проводим касательные. Тогда вектор перпендикулярен радиусу вектора , а - вектору (см. рис.151). Тогда результирующий вектор по принципу суперпозиции равен

+.

 

 

3.1.3. Закон Био-Савара-Лапласа. Расчет индукции магнитных полей, создаваемых различными токами





Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 1562; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования!
Генерация страницы за: 0.088 сек.