Физика на пальцах. Для детей и родителей, которые хотят объяснять детям40

А как магнитное поле взаимодействует с электрическим?

Весьма хитро! Магнитное поле действует только на дви-жущиеся заряды. Если заряд относительно магнита по-коится, замер, затаился, никакого взаимодействия нет, они просто не замечают друг друга, как кошка подчер-кнуто не замечает неподвижный фантик. Но если фан-тик тронется, кошка начнет за ним настоящую охоту!.. Так и тут – стоит заряду двинуться, как магнитное поле его тут же «замечает» и начинает хватать и тащить.

Но что такое движущиеся заряды?

Это, например, электрический ток в проводе! Возьмем проводник, то есть, попросту говоря, прямой провод, пропустим через него поток электронов и поместим

в магнитное поле. Что получится?

Такой опыт еще в начале XIX века поставил физик Эр-стед. XIX век называют веком угля и пара, но это был еще и век покорения электричества. Эрстед, Вольт, Ам-пер, Фарадей – ученые, чьими именами сегодня назва-ны различные физические единицы (силы тока, напря-жения и т.д.) – это все великие имена девятнадцатого века... Открытие Эрстеда было случайным, как и мно-гие другие открытия в науке. Демонстрируя студентам простейшую электрическую схему с батареей, Эрстед замкнул контакты выключателя, пустив по цепи ток,

и увидел, как стрелка лежащего рядом компаса дерну-лась и повернулась перпендикулярно к проводнику.

«Между магнетизмом и электричеством есть связь!» – смекнул Эрстед. И дальнейшие опыты другого физика – Фарадея – эту связь не просто подтвердили

Опыт Эрстеда. Слева батарейка.

По проводу течет ток, под проводом – стрелка компаса. Нет тока – стрелка повернута, как положено – по направле-нию север-юг. Но стоит пропустить по проводу ток от батареи, как стрелка забывает о магнитном поле Земли

и повинуется большей силе – магнитному полю проводника с током

лась неразрывной! Движущиеся электрические заряды порождали вокруг себя магнитное поле (на которое

и реагировала стрелка компаса), и наоборот – движу-щийся внутри проволочной катушки магнит порождал в проволоке электрический ток (см. рисунок ниже).

Так были придумали генераторы и электромоторы, дру-зья мои! Ведь если безостановочно двигать внутри зам-кнутых проводников магниты, в проводниках будет воз-никать постоянный электрический ток. На этом принци-пе Фарадея работают все электростанции: река крутит турбины с магнитами внутри катушек, и по линиям электропередач к потребителям идет ток. А там этот ток используют для освещения или переводят обратно

в механическое движение, то есть во вращение токар-ного станка или, скажем, компрессора холодильника. Это делается по тому же принципу, только в обратном порядке – по принципу Эрстеда бегущий по хитроспле-тенным проводникам ток приводит в движение магни-ты, то есть ротор электродвигателя, на которое насаже-но сверло или еще что-нибудь полезное... Вот я вам

и рассказал в предельно упрощенной форме всю суть нашей современной электрической цивилизации.

На схемах все выглядит практически одинаково, но в инженерной реальности все, конечно, гораздо

сложнее – появляются угольные щетки токосъемников, сложная намотка проводов и так далее. Нам же глав-ное не ковыряться в железе, а понять основной прин-цип работы генератора и электромотора: движущийся электрический заряд порождает вокруг себя магнит-ное поле. Это люди и научились использовать в неиз-меримой хитрости своей.

Вы поняли? Еще раз. Движение зарядов по проводни-ку в опыте Эрстеда порождает магнитное поле, кото-рое взаимодействует с магнитным полем стрелки компаса.

Опыт Фарадея. Ушлый Фарадей совал магнит в деревянную катушку с намотанным проводом и диву давался: сунешь – прибор показывает, что по проволоке пробежал ток, и бежит он, пока магнит движется внутрь катушки. Обратно магнит начинаешь вынимать – стрелка отклоняет-ся в другую сторону, то есть электриче-ский ток течет в другую сторону, но течет он по проводам только пока вынимаешь магнит, то бишь пока магнитное поле вокруг проводов движется. А если магнит неподвижен – тока нету. Такие дела.

Скачано с www.znanio.ru