Действие магнитного поля на ток, так же как и способы определения
направления движения проводника с током в магнитном поле, хорошо известно. Основываясь на этих знаниях, можно определить факторы, от которых зависит величина силы, действующей на проводник с током, и затем ввести
понятие о магнитной индукции и единице ее измерения.
1.Установка для изучения действия магнитного поля на ток;
Для измерения силы, действующей на проводник с током, служат универсальные чувствительные весы. При подготовке их к измерению в
отверстие втулки весов вставляют стержень с малым диском из аэродинамического набора и изготовляют рейтер массой в 500 мг в виде согнутой металлической полоски. Толкателем, соединяющим весы со скобой, служит мягкая тонкая проволочка, один конец которой огибают вокруг стержня над самым диском, а другой конец, согнутый в виде крючка, свободно накладывают на середину скобы между магнитами.
2.Для измерения силы тока служит демонстрационный амперметр с шунтом на 10А
и соответствующей шкалой для постоянного тока.
Приступая к проведению опыта, от весов отцепляют толкатель и снимают с
рычага рейтер. При помощи уравнительного винта добиваются совпадения указателей.
Постоянный ток можно получить от выпрямителя.
Сначала устанавливают рукоятку регулятора напряжения на нуль, затем
включают ток, доводят его до 8 А и наблюдают за движением скобы. Изменяя
направление тока или переворачивая магниты, показывают изменение
направления движения проводника. Эти опыты дают повод вспомнить правило левой руки, связывающее направления тока, силовых линий поля и движения проводника.
Выключив ток, при котором наблюдалось выталкивание скобы влево,соединяют скобу с вертикальным стержнем весов при помощи проволочного толкателя, как было указано выше, и передвигают весы по столу так, чтобы указатели равновесия вновь совпали.
На этом заканчивается подготовка установки.
Включают ток и замечают, что рычаг весов приподнимается. Насадив на рычаг рейтер и, передвигая его, вдоль рычага, находят для него такое положение, при котором весы вновь уравновешиваются. Зная цену деления шкалы, находят силу, с которой магнитное поле действует на проводник с током. Опыт повторяют при иных значениях силы тока. Затем удаляют один из магнитов и тем уменьшают почти вдвое длину той части проводника, которая находится в магнитном поле. Снова измеряют величину выталкивающей силы.Длину проводника определяют циркулем-измерителем и демонстрационным метром.
Вывод:
Русский физик А.А. Эйхенвальд в 1901г., доказал, что если заряженное тело движется относительно наблюдателя, то возникает магнитное поле, которое вызывает отклонение легкоподвижной магнитной стрелки. Аналогичное действие на магнитную стрелку оказывает и проводник с током. Если по прямому проводнику, расположенному по магнитному меридиану, а направлении к север-юг, пропустить ток, то расположенная под ним магнитная стрелка отклонится. Если поместить стрелку над проводником, то стрелка отклонится в другую сторону.
Из опытов Ампера и последующих многочисленных исследований можно сделать вывод, что линии магнитной индукции прямого проводника с током представляют концентрические окружности, лежащие в плоскости, перпендикулярной току. Центр этих окружностей находится на оси проводника. С помощью железных опилок можно получить изображение линий магнитной индукции проводников с током любой формы. Направление линий магнитной индукции связано с направлением тока в проводнике. Линии магнитной индукции всегда замкнуты и охватывают проводники с токами. Это отличает их от линий напряженности электростатического поля. Такие поля называют вихревыми в отличие от потенциальных, примером которых является электростатическое поле.
Было установлено, что на проводник с током помещенный в однородное магнитное поле индукции В, действует сила, пропорциональная длине отрезка проводника L,силе тока I, протекающего по проводнику, и индукции магнитного поля В. Впоследствии этот вывод получил название закона Ампера. Используя закон Ампера, можно вычислить силу, действующую на проводник с током в магнитном поле.
Литература:
- http://www.physel.ru/-mainmenu-29/--mainmenu-43/464-s-133----.html
- http://physics.kgsu.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=217
- http://www.bestreferat.ru/referat-210966.html
- http://www.motor-remont.ru/books/1/03_34.html
