Характеристика магнітного поля

Взаємодія магнітів

У будь-якого магніту є два полюси (полюсами магніту називають ті його частини, поблизу яких найбільше сильно проявляється дія магніту). Дослід показує, що однойменні полюси магнітів відштовхуються, а різнойменні — притягуються.

Виявилося, що взаємодія полюсів магніту дуже схожа на взаємодію електричних зарядів. Більше того, виявилося, що так само, як і для електричних зарядів, сила взаємодії полюсів убуває обернено пропорційно квадрату відстані між ними.

Однак одержати «одиночні» магнітні полюси (тільки північний і тільки південний), подібні до позитивних і негативних електричних зарядів, виявилося неможливим: якщо розпиляти магніт, виходять два менших магніти, у кожного з яких є знову два полюси — північний і південний. Уже в XX столітті було встановлено, що навіть елементарні частинки, такі як протон і електрон, є малюсінькими магнітами, які мають по два полюси.

Магнітне поле

Під час вивчення електричних явищ ми з’ясували, що електрична взаємодія здійснюється за допомогою електричного поля.

Магнітна взаємодія так само, як і електрична, здійснюється за допомогою магнітного поля. Будь-який провідник зі струмом створює навколо себе магнітне поле, і це магнітне поле діє на інші провідники зі струмами.

Магнітне поле, утворюване також постійними магнітами, діє на постійні магніти. Нагадаємо, що, відповідно до гіпотези Ампера, магнітні властивості постійних магнітів також обумовлені мікроскопічними струмами, що циркулюють усередині них. Магнітне поле зручно досліджувати за допомогою маленьких магнітів (наприклад, магнітних стрілок): у магнітному полі вони в певний спосіб повертаються.

Таким чином, у просторі навколо провідника зі струмом виникають сили, що діють на рухомі заряди і на магнітну стрілку.

Ці сили дістали назву магнітних.

Отже, магнітним полем ми будемо називати той стан простору, що проявляє себе через дію магнітних сил.

Визначальні властивості магнітного поля такі:

· магнітне поле породжують магніти й струми;

· магнітне поле виявляють за дією на магніти й струми. тільки на рухомі заряди (струми).

Досліди показали, що навколо провідників зі струмом і постійних магнітів існує магнітне поле, яке можна виявити за його силовою дією, на інші провідники зі струмом або постійні магніти.

Отже, навколо будь-якого рухомого заряду, чи то буде електрон, іон або заряджене тіло, крім електричного поля, існує також і магнітне поле.

Електричне поле діє як на рухомі, так і на нерухомі електричні заряди. Магнітне поле діє лише на рухомі в цьому полі електричні заряди.

Розглянемо замкнений плоский контур зі струмом розміри якого малі порівняно з відстанню до струмів, що утворюють поле. За позитивний напрямок нормалі приймається напрямок поступального руху свердлика, головка якого обертається в напрямку струму, що тече в контурі.

Контур (рамка) зі струмом характеризується магнітним моментом Р_m, який дорівнює добутку сили струму І, що протікає у контурі, на площу поверхні контуру S:

 

Що є силовою характеристикою електричного поля?

Що є силовою характеристикою магнітного поля?

Характеристика магнітного поля

Лініями магнітної індукції є лінії, проведені так, що дотичні до них у кожній точці вказують на напрямок поля в цій точці.

Відзначимо, що лінії магнітної індукції реально не існують, вони всього лише зручний спосіб його опису.

Напрямок вектора магнітної індукції визначають, використовуючи орієнтувальну дію магнітного поля на магнітну стрілку або на рамку зі струмом.

За напрямок вектора магнітної індукції приймають напрямок, у якому вказано північний полюс вільно обертової магнітної стрілки.

Необхідно звернути увагу на те, що:

1) лінії магнітної індукції поля, створеного котушкою або магнітом, «виходять» з північного полюса і «входять» у південний полюс;

2) усередині котушки зі струмом лінії магнітної індукції спрямовані від південного полюса до північного;