Магнітне поле струму

Магнітне поле струму


Вивчення різноманітних магнітних явищ показало, що всюди, де є електричний струм, тобто електричні заряди, що знаходяться в русі, там є і магнітне поле струму.


Внаслідок того, що магнітне поле утворюється навколо провідника, коли в останньому з'являється струм, він часто розглядається як джерело утворення магнітного поля. У такому сенсі його називають «» магнітне поле струму «».

Його напрямок залежний від напрямку електричного струму, навколо якого це поле виникає.

Факт існування магнітного поля біля провідника з електричним струмом можливо виявити кількома способами. Один з цих способів полягає у використанні залізних тирси. Потрапивши в магнітне поле струму, шматочки заліза, з яких складаються залізні тирси, стають маленькими магнітними стрілочками. Кожна з цих стрілочок в магнітному полі встановлюється так, що її вісь збігається з орієнтацією магнітного поля в тому місці, де вона знаходиться. За допомогою багатьох таких стрілочок можна побачити, як змінюється напрямок сил, що діють в магнітному полі, при переході від однієї точки поля до іншої. Таке розташування в магнітному полі струму залізних тирси називають магнітним спектром.

Скористаємося магнітними тирсами і розглянемо магнітне поле прямого струму. Для цього пропустимо провідник крізь аркуш картону, а на картон насиплем тонким шаром залізні тирси. Ми зауважимо, що при пропусканні струму по провіднику тирси розташуються навколо нього за концентричними окружностями.

Лінії, по яких магнітне поле струму має осі мініатюрних магнітних стрілок, називають його силовими лініями. За допомогою силових ліній дуже зручно зображати графічно магнітні поля.

Силова лінія проводиться так, що дотична до неї в будь-якій її точці вказує напрямок сили, що діє в цій точці на північний полюс.

Ланцюжки, що утворюються в магнітному полі струму за допомогою залізних тирси, показують, яка форма силових ліній в магнітному полі.

Силові лінії в магнітному полі - це замкнуті криві навколо провідника. Зокрема, силові магнітні лінії прямого струму - це концентричні кола, центри яких знаходяться на лінії струму.

Щоб визначити спрямованість магнітних силових ліній у зв'язку з спрямованістю струму, замість тирси потрібно скористатися магнітними стрілками. Оточивши ними провідник з струмом, ми визначимо спрямованість силових ліній. Коли буде змінюватися орієнтація струму в провіднику на протилежну, магнітні стрілки повернуться на 180 °, що вказує на відповідну зміну напрямку силових ліній поля.

Спрямованість силових ліній в магнітному полі пов'язана з спрямованістю струму в провіднику простим правилом, запропонованим англійським вченим Максвеллом: якщо поступальний рух буравчика буде збігатися з спрямованістю струму в провіднику, то спрямованість обертання ручки буравчика при цьому збігається з напрямком силових ліній в магнітному полі, що існує навколо провідника.

Це правило називається інколи правилом буравчика.

Візьмемо тепер провідник, зігнутий по кола, і, пропустивши по ньому струм, будемо знову спостерігати розташування тирси на картоні, встановленому перпендикулярно до площини кола. Ми виявимо, що магнітні силові лінії вже не є правильними колицями, але і в цьому випадку всі лінії замкнуться, обійшовши провідник, по якому йде струм. Таким чином, магнітні силові лінії завжди замикаються навколо струму.

Розміщуючи в різні точки цього поля невеликі магнітні стрілки, можна визначити спрямованість силових ліній поля.

Правило буравчика застосовне, звичайно, і до кругового струму, проте в цьому випадку зручніше поміняти місцями напрямок струму і магнітного поля. Дійсно, якщо рукоять буравчика обертати по струму, то рух його гострія буде показувати, який напрямок має магнітне поле кругового струму.