Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. На прошлой лекции мы с вами закончили изучение большой темы "электрические явления" и их подразделов "электростатики" и "постоянного электрического тока". И давайте идти дальше...следующий большой раздел, который мы будем изучать - это "электромагнитные явления" и первая лекция в этой теме: " Магнитное поле. Линии магнитного поля. Правило буравчика."
И так давайте начинаем...откуда вообще взялось это слово "магнит"? Вы отлично знаете, что есть такие тела, которые отлично притягивают к себе гвозди и разные железные тела и такие тела мы называем магнитами. Каково происхождение этого слова? Оказывается в Греции вблизи города Магнезия было обнаружено месторождение каких-то загадочных камней, которые обладали странным свойством, они притягивали к себе железные предметы: гвозди, подковы. Вещество из которых состоят эти камни, мы сейчас называем магнетит или магнитный железняк.
И свойства магнитного железняка еще в древности стали использовать для создания очень важных навигационных приборов - компасов...давайте посмотрим...
А синие и красные цвета стрелок компасов появились еще во времена Александра Македонского в календаре его имени, северные страны называли "черными странами", а южные страны называли "красными странами". И поэтому черный конец, сейчас это синий конец - это северный конец. Он смотрит на север, а красный смотрит на юг. Кстати, вы же прекрасно знаете, где находится Средиземное море...а Черное море находится севернее Средиземного, а Красное море находится южнее Средиземного. Вот таково происхождение цветов стрелок компаса. А теперь давайте посмотрим на современные компасы.
И в любом случае нам с вами понадобится магнитная стрелка и давайте с ней познакомимся
Ну а теперь давайте перенесемся в 1820 год, а точнее 15 февраля 1820 года датский физик-профессор университета Ханс Кристиан Эрстед рассказывал студентам о тепловом действии электрического тока...его рассказ мало отличался от того, что мы разбирали несколько лекций назад...
А теперь давайте представим себе наш опыт в более удобном виде...
Кстати, если стрелки приведенные в видеоролике расположить подальше от электрического проводника, то они будут вести себя более вяло, когда мы будем включать ток, т.е действие проводника с током на более далекие стрелки будет более слабым, на более близкие более сильным. Что же происходит? И как это можно описать на языке физики? Давайте попробуем опереться на то, что мы уже знаем об электрических зарядах. Мы знаем, что многие частицы обладают свойством, которое называется электрическим зарядом, и одноименные заряды отталкиваются, а разноименные заряды притягиваются и объясняется это следующим образом: электрический заряд создает вокруг себя некие изменения в пространстве и мы это называем электрическим полем. И находящийся вблизи другой заряд, оказывается погруженным в это поле и из-за этого на него действует сила, которую мы называем электрическая сила. Так вот здесь тоже самое... когда по проводнику течет электрический ток, то вокруг него происходят какие-то изменения. Эти изменения таковы, что находящиеся вокруг электрического проводника магнитные стрелки поворачиваются определенным образом. Так вот эти изменения происходящие в пространстве мы будем называть появлением магнитного поля. Т.е что такое магнитное поле? Перед тем как сформулировать это давайте напомним себе вот что: у нас по проводнику течет электрический ток. А давайте вспомним, что такое электрический ток?
Электрический ток - это направленное движение электрических зарядов, заряженных частиц.
Значит, если у нас есть, просто, заряженная частица, то она создает вокруг себя электрическое поле. Когда эта частица начинает двигаться, то начинает течь электрический ток. Стало быть, магнитное поле возникает, если заряженные частицы начинают двигаться. Электрическое поле в проводнике не создается почему? Потому что помимо движущихся в проводнике отрицательно заряженных электронов, там есть еще и положительные ионы, так что электрический заряд компенсируется, но мы с вами имеем дело только с движением электронов, ионы стоят на месте. И вот это движение заряженных частиц и создает магнитное поле. И так что же такое магнитное поле? Давайте запишем строгую формулировку.
Магнитное поле - это вид материи, возникающей вокруг движущихся заряженных частиц.
Как вы думаете, а у магнитного поля есть направление? Конечно есть, потому что направление магнитного поля магнитных стрелок, расположенных перпендикулярно относительно электрического проводника, наверное, разное, потому что магнитная стрелка, на которую действует это магнитное поле у стрелки, которая расположена горизонтально ориентировано одним способом, а у стрелки, которая расположена вертикально другим способом. А у магнитного поля есть какая-то количественная характеристика, величина, которая ее характеризует? Как вы думаете? Может быть магнитное поле сильнее или слабее? Может, конечно. А как называется математический объект у которого есть величина и направление? Вектор. Значит, магнитное поле описывается с помощью вектора. Этот вектор обозначается B и называется вектором магнитной индукции. Подробнее на эту тему мы будем с вами говорить в более поздних лекциях, а пока что мы не будем показывать количественные характеристики вектора магнитной индукции, а покажем только направления.
За направление магнитного поля принимается направление, указываемое северным концом магнитной стрелки, свободно разместившейся в данной точке магнитного поля.
А теперь давайте попробуем изобразить магнитное поле прямого проводника с током не на фиксированных расстояниях, а на различных.
Мы увидели, что такая схема получается очень загроможденной и поэтому придумали вот что...
Линии магнитного поля (магнитные линии) - это линии вдоль которых располагаются маленькие магнитные стрелки, помещенное в магнитное поле.
Ну а теперь давайте зададим следующий вопрос: можно ли предсказать как будут направлены линии магнитного поля проводника с током, если известно куда течет ток? Оказывается это очень легко сделать. Для этого существует правило, которое называется правилом буравчика.
Правило буравчика - если стержень буравчика перемещать в направлении тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика покажет направление магнитного поля, создаваемое этим током.
На этом мы эту лекцию закончим.
Если тебе понравилось, пожалуйста подпишись на канал и поддержи автора.