Магнитное поле катушки с током, 8 класс

23.   Магнитное поле катушки с током. Электромагниты и их применение Если   прямой   проводник   свернуть   в   виде   окружности,   то   можно исследовать магнитное поле кругового тока.   Проведем   опыт   (1).   Провод   в   виде   окружности   пропустим   через картон.   Поместим   несколько   свободных   магнитных   стрелок   на   поверхности картона в различных точках. Включим ток и видим, что магнитные стрелочки в центре витка показывают направление одинаковое, а  вне витка с обеих сторон в другую сторону.   Теперь повторим опыт (2), поменяв полюса, а значит и направление тока.   Видим,   что   магнитные   стрелочки   изменили   направление   на   всей поверхности картона на 180 градусов.   Сделаем вывод: магнитные линии кругового тока то же зависят от направления тока в проводнике. Проведем   опыт  3.   Уберем   магнитные   стрелочки,   включим электрический ток и осторожно по всей поверхности картона насыплем мелкие железные опилки        У   нас   получилась   картина   магнитных   силовых   линий,   которая называется «спектр магнитного поля кругового тока» .    Как же в этом случае определить  направление  магнитных силовых линий? Вновь применим правило буравчика, но в применении к круговому току.   Если   направление   вращения   ручки   буравчика   совместить   с направлением тока в круговом проводнике, то направление поступательного движения   буравчика   будет   совпадать   с   направлением   магнитных   силовых линий.  Рассмотрим несколько случаев. 1. Плоскость витка лежит в плоскости листа, ток по витку идет по часовой стрелке. Вращая виток по часовой стрелке, мы определяем, что магнитные силовые линии в центре витка направлены внутрь витка «от  нас».  Это   условно   обозначается   знаком  «+» (плюс).  Т.е.  в  центре витка мы ставим «+» 2. Плоскость витка лежит в плоскости листа, ток по витку идет против   часовой   стрелки.   Вращая   виток   против   часовой   стрелки,   мы определяем, что магнитные силовые линии выходят из цента витка «к нам».   Это   условно   обозначается   «∙»   (точкой).   Т.е.   в   центе   витка   мы должны поставить  точку («∙»).    Если прямой проводник намотать на цилиндр, то получится катушка с током, или соленоид.  Проведем опыт (4.) Используем для опыта ту же цепь, только провод теперь   пропущен   через   картон   в   виде   катушки.   Расположим   несколько свободных  магнитных  стрелок  на  плоскости   картона  в  различных  точках:   у обоих   концов   катушки,   внутри   катушки   и   с   обеих   сторон   снаружи.   Пусть катушка   расположена   горизонтально   (в   направлении   «слева   –   направо»).Включим цепь и обнаружим, что магнитные стрелки, расположенные по оси катушки,   показывают   одно   направление.   Отмечаем,   что   у   правого   конца катушки стрелка показывает, что силовые линии входят в катушку, значит –это «южный полюс» ( S), а в левом магнитная стрелка показывает, что выходят, это «северный   полюс»   (N).   Снаружи   катушки   магнитные   стрелки   имеют противоположное направление по сравнению с направлением внутри катушки. Проведем   опыт   (5).   В   этой   же   цепи   поменяем   направление   тока. Обнаружим,   что   направление   всех   магнитных   стрелок   изменилось,   они повернулись на 180 градусов. Делаем   вывод:   направление   магнитных   силовых   линий   зависит   от направления тока по виткам катушки.   Проведем   опыт   (6).   Уберем   магнитные   стрелки   и   включим   цепь. Осторожно «посолим железными опилками» картон внутри и снаружи катушки. Получим   картину   магнитных   силовых   линий,   которая   называется   «спектр магнитного поля катушки с током»   А как же определить направление магнитных силовых линий?       Направление   магнитных   силовых   линий   определяется   по   правилу буравчика так же, как и для витка с током:   Если   направление   вращения   ручки   буравчика   совместить   с направлением   тока   в   витках,   то   направление   поступательного   движения совпадет   с   направлением   магнитных   силовых   линий   внутри   соленоида. Магнитное поле соленоида похоже на магнитное поле постоянного полосового магнита.   Тот   конец   катушки,   из   которого   выходят   силовые   линии,   будет «северным полюсом» (N), а тот, в который входят силовые линии – «южным полюсом» (S).      После открытия Ганса Эрстеда многие ученые стали повторять его опыты,   придумывая   новые,   чтобы   обнаружить   доказательства   связи электричества   и  магнетизма.  Французский   ученый   Доминик   Араго   поместил железный стержень, в стеклянную трубку и поверх нее намотал медный провод, по   которому   пропустил   электрический   ток.   Как   только   Араго   замкнул электрическую   цепь,   стержень   из   железа   так   сильно   намагнитился,   что притянул к себе железные ключи. Чтобы оторвать ключи, пришлось приложить значительные   усилия.     Когда       Араго   отключил   источник   тока,   то   ключи отвалились сами!  Так Араго изобрел первый электромагнит.     Современные   электромагниты   состоят   из   трех   частей:   обмотки, сердечника   и   якоря.   Провода   помещают   в   специальную   оболочку,   которая играет   роль   изолятора.   Проводом   наматывают   многослойную   катушку   – обмотку   электромагнита.   В   качестве   сердечника   используют   стальной стержень. Пластина, которая притягивается к сердечнику, называется якорем.   Электромагниты   получили   широкое   применение   в   промышленности благодаря их свойствам: они быстро размагничиваются при выключении тока; их   можно   изготавливать   самых   различных   размеров   в   зависимости   от назначения;   меняя   силу   тока   можно   регулировать   магнитное   действиеэлектромагнита. Электромагниты   применяются   на   заводах   для   переноски   изделий   из стали и чугуна. Эти магниты имеют большую подъемную силу. Применяются   электромагниты   также     в   электрическом   звонке, электромагнитных сепараторах, в микрофонах, в телефонах.   Сегодня мы рассмотрели магнитное поле кругового тока, катушки с   их   применением   в   Познакомились   с   электромагнитами, током. промышленности и в народном хозяйстве.