По трубе центрального отопления течёт горячая вода. Благодаря тому, что труба нагревается, от неё во все стороны распространяется тепло.
Чем дальше от трубы находится рука, тем слабее она ощущает тепло.
Если на разных расстояниях от трубы поместить несколько термометров, то по их показаниям можно установить, что тепловое действие трубы уменьшается по мере увеличения расстояния от неё.
Таким образом, вокруг трубы центрального отопления создаётся тепловое поле, обозначенное на рисунке окружностями. При этом радиус первой окружности равен расстоянию от трубы, на котором температура равна 80°, радиус второй окружности равен расстоянию, на котором температура равна 70°, и т. д.
Вокруг проволоки, по которой течёт электрический ток, тоже возникает поле, но поле это особое и называется оно магнитным. На рисунке обозначены окружностями линии, называемые силовыми линиями магнитного поля. Как и в случае теплового поля, это воображаемые линии. По направлению этих линий действуют силы магнитного поля.
Обычный компас является простейшим прибором, с помощью которого обнаруживают магнитное поле.
Внесём в магнитное поле электрического тока маленькие магнитные стрелки. Они установятся по направлению действия сил поля — по окружностям.
По мере удаления от проволоки магнитное поле электрического тока слабеет. Поэтому сила, с которой поле действует на стрелку на второй окружности будет меньше, чем на первой (вблизи провода), ещё меньше эта сила проявляется на третьей окружности.
На рисунке изображён широко известный подковообразный магнит. Концы его обозначены буквами Ю (южный полюс) и С (северный полюс). Если выпрямить плечи подковообразного магнита, то получится полосовой магнит (на рисунке справа).
Условились считать, что силовые линии магнита, образующие магнитное поле, выходят из северного полюса и оканчиваются на южном полюсе.
Если, как и в случае провода с током, ввести магнитную стрелку в магнитное поле магнита, то она установится вдоль направления силовых линий поля.
Два магнита, обращённые один к другому разноимёнными полюсами (северный полюс одного и южный полюс другого), притягиваются друг к другу. Одноимённые полюса магнитов взаимно отталкиваются.
В существовании указанных свойств магнита можно убедиться с помощью магнитной стрелки. При приближении к северному полюсу С магнита стрелка повернётся к нему своим южным полюсом Ю. И, наоборот, полюс Ю магнита заставит магнитную стрелку повернуться к нему полюсом С
Земной шар имеет собственное магнитное поле. Недалеко от географического Северного полюса расположен Южный магнитный полюс, а недалеко от географического Южного полюса — Северный магнитный полюс. Поэтому стрелка компаса поворачивается своим северным концом к географическому Северному полюсу.
Если трубе центрального отопления придать форму, показанную на рисунке, то получим радиатор. Он сильнее нагревает воздух, чем прямая труба.
Свернём в спираль отрезок проволоки, по которому протекает ток. Магнитное поле такой спирали, которую называют обычно катушкой, окажется значительно сильнее, чем поле прямого провода.
Магнитное поле катушки можно значительно усилить, вставив внутрь неё стальной стержень.
Под влиянием постоянного тока, протекающего по катушке, стальной стержень (сердечник) намагничивается. Теперь он может притягивать к себе небольшие стальные предметы — гвозди, булавки и т.п.
Катушка со стальным стержнем называется электромагнитом. Сила электромагнита зависит от количества витков катушки и от величины протекающего через неё тока. Чем больше число витков и чем больше величина тока, тем сильнее электромагнит.
Электромагнит можно сравнить с радиатором центрального отопления. Меньшему числу витков радиатора (рис. а) соответствует более низкая температура, а большему количеству витков (рис. б) — более высокая температура. На рис. в и г показаны радиаторы с одинаковым количеством витков. Но первый из них греет слабее, чем второй, так как по его виткам протекает вода с более низкой температурой, чем по виткам второго радиатора.
Если расположить компас невдалеке (но и не слишком близко) от катушки со стальным сердечником, по которой не протекает постоянный ток, то его стрелка не изменит своего положения и будет направлена в сторону Северного полюса Земли. После присоединения концов катушки с сердечником или без него к источнику тока стрелка магнита изменит своё первоначальное положение, повернувшись в направлении этой катушки, на концах которой возникнут полюса С я Ю.
Если присоединить катушку к источнику переменного, а не постоянного тока, то вокруг неё также будет создано электромагнитное поле; однако его полюса С и Ю начнут меняться местами в такт с изменениями направления (частотой) тока.
Свойство электрического тока создавать магнитное поле находит широкое применение в промышленности. Насколько большой силой притяжения могут обладать электромагниты, легко судить по действию электромагнитных кранов, которые служат для подъёма и погрузки металлического лома и других тяжёлых металлических предметов.
Продолжение https://dzen.ru/a/aVmpaluMh35WpqBa
Глава первая https://dzen.ru/a/aTcgDYCXUVzfqo0p