Магнитное поле катушки с током. электромагниты и их применение

Классификация электромагнитов

Принято классифицировать электромагниты (ЭМ) по способу питания на электромагниты постоянного и переменного тока. ЭМ постоянного тока в свою очередь классифицируются на постоянного тока нейтральные и поляризованные. Также существуют ЭМ выпрямленного тока.

В нейтральных электромагнитах постоянного тока магнитный поток создается обмоткой постоянного тока. Величина магнитного потока зависит лишь от обмотки, не зависит от направления. Если величина тока равна нулю, то магнитный поток и сила притяжения также опускаются практически до величины нуля.

Поляризованные ЭМ постоянного тока характеризуются наличием двух независимых магнитных потоков – рабочего и поляризующего. Поляризующий поток создается постоянными магнитами или электромагнитами. Рабочий же поток создается под действием намагничивающей силы рабочей обмотки. При отсутствии тока на якорь магнита будет действовать сила притяжения от поляризующего потока. В отличие от нейтральных, в поляризованных электромагнитах их действие зависит не только от величины рабочего потока но и от его направления.

В электромагнитах переменного тока обмотка питается от источника переменного тока. Величина и направление магнитного потока изменяется во времени от нуля до максимума.

Далее другие возможные классификации

с последовательными (мало витков большого сечения) и параллельными (много витков малого сечения) обмотками
работающие в длительном, кратковременном или прерывистом режимах
быстродействующие, замедленно действующие и нормально действующие
с внешним притягивающим якорем, со втягивающимся якорем, с внешним поперечно движущимся якорем

Изготовление электромагнита в домашних условиях

Для изготовления электромагнита своими руками в начале необходимо подобрать материал для сердечника. Наиболее простым и подходящим вариантом будет гвоздь больших размеров, длиной от 100 до 200 мм. Его нужно вначале сильно разогреть, а потом дать остыть и очистить от окалины. После этого гвоздь сгибается ровно пополам, а шляпка и кончик отпиливают ножовкой.

Вторым этапом будет изготовление катушки. Конструкция катушки включает следующие элементы: бумажная шейка прямоугольной формы (48х37 мм), бумажные упорные венчики (48х3 мм) и картонные ободки круглой формы с отверстием в середине. Их наружный и внутренний диаметр соответственно будет 19 и 7 мм.

После подготовки деталей можно приступать к сборке электромагнита. Шейка с более узкой стороны наматывается на гвоздь в свободном состоянии и фиксируется клеем. Далее на нижнюю и верхнюю часть шейки надеваются картонные ободки. Упорные венчики смазываются клеем, наматываются по краям шейки и приклеивается к ободкам. Клей на всех участках должен хорошо высохнуть.

Для обмотки подойдет провод, длиной примерно 15-20 метров. Проволоку наматывают на катушку с таким расчетом, чтобы по краям оставались концы по 10 сантиметров. Намотка должна быть ровной, чтобы все витки располагались плотно между собой. От этого полностью зависит мощность будущего электромагнита. Наибольшая сложность состоит в наматывании первого слоя. Каждый готовый ряд оборачивается тонкой бумагой в два слоя. По окончании обмотки вся катушка сверху оборачивается изолентой. Оставшиеся концы обмотки необходимо зачистить для дальнейшего подключения.

К полученной конструкции остается присоединить выключатель и батарейку. Таким образом, электромагнит своими руками будет полностью сделан.

Электромагнит, в отличие от постоянного магнита, приобретает свои свойства только под воздействием электрического тока. С его помощью он меняет силу притяжения, направление полюсов и некоторые другие характеристики.

Некоторые увлеченные механикой люди самостоятельно делают электромагниты, чтобы использовать их в самодельных установках, механизмах и разнообразных конструкциях. Сделать электромагнит своими руками несложно. Используются простые приспособления и подручные материалы.

Самый простой набор для изготовления электромагнита

Что понадобится:

Один железный гвоздь 13-15 см. в длину или иной металлический предмет, который и станет сердечником электромагнита.
Около 3 метров изолированной медной проволоки.
Источник электропитания — аккумуляторная батарея или генератор.
Небольшие провода для контакта провода с батарейкой.
Изолирующие материалы.

Если вы используете более крупную металлическую заготовку для создания магнита, то количество медной проволоки должно пропорционально увеличиваться. Иначе магнитное поле получится слишком слабым. Сколько именно понадобится обмотки, точно ответить нельзя. Обычно мастера выясняют это экспериментальным путем, увеличивая и уменьшая количество проволоки, параллельно измеряя изменения магнитного поля. Из-за избытка проволоки сила магнитного поля тоже становится меньше.

Пошаговая инструкция

Следуя простым рекомендация, вы легко сделаете электромагнит самостоятельно.Зачищаем концы медного проводаШаг 1 Очистите от изоляции концы медного провода, который будете наматывать на сердечник. Достаточно 2-3 см. Они понадобятся, чтобы соединить медную проволоку с обычной, которая в свою очередь будет подключаться к источнику питания.

Наматываем медный провод вокруг гвоздяШаг 2 Вокруг гвоздя или другого сердечника аккуратно намотайте медный провод так, чтобы витки были расположены параллельно друг к другу. Делать это необходимо только в одном направлении. От этого зависит расположение полюсов будущего магнита. Если вы захотите изменить их расположение, то можно просто перемотать проволоку в другом направлении. Не выполнив этого условия, вы добьетесь того, что магнитные поля различных секций будут воздействовать друг на друга, из-за чего сила магнита будет минимальной.

Подсоединяем провод к батарейкеШаг 3 Концы очищенного медного провода соедините с двумя заранее подготовленными обычными проводками. Соединение заизолируйте, а один конец проводка подключите к клемме положительного заряда на аккумуляторе, а другой — на противоположный конец

Причем неважно, какой проводок к какому концу будет подключен — это не отразится на эксплуатационных возможностях электромагнита. Если все сделано правильно, то магнит сразу же начнет работать! Если у аккумулятора есть реверсивный способ подключения, то вы сможете изменить направление полюсов

Электромагнит работает!

Сила Лоренца

Сила Лоренца – сила, действующая на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля.

Формула для нахождения силы Лоренца:

где \( q \) – заряд частицы, \( v \) – скорость частицы, \( B \) – модуль вектора магнитной индукции, \( \alpha \) – угол между вектором скорости частицы и вектором магнитной индукции.

Направление силы Лоренца определяют по правилу левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы перпендикулярная к проводнику составляющая вектора магнитной индукции \( B_\perp \) входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали направление скорости положительно заряженной частицы, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы Лоренца.

Если заряд частицы отрицательный, то направление силы изменяется на противоположное.

Важно!
Если вектор скорости сонаправлен с вектором магнитной индукции, то частица движется равномерно и прямолинейно. В однородном магнитном поле сила Лоренца искривляет траекторию движения частицы

В однородном магнитном поле сила Лоренца искривляет траекторию движения частицы.

Если вектор скорости перпендикулярен вектору магнитной индукции, то частица движется по окружности, радиус которой равен:

где \( m \) – масса частицы, \( v \) – скорость частицы, \( B \) – модуль вектора магнитной индукции, \( q \) – заряд частицы.

В этом случае сила Лоренца играет роль центростремительной и ее работа равна нулю. Период (частота) обращения частицы не зависит от радиуса окружности и скорости частицы. Формула для вычисления периода обращения частицы:

Угловая скорость движения заряженной частицы:

Важно!
Сила Лоренца не меняет кинетическую энергию частицы и модуль ее скорости. Под действием силы Лоренца изменяется направление скорости частицы

Если вектор скорости направлен под углом \( \alpha \) (0° < \( \alpha \) < 90°) к вектору магнитной индукции, то частица движется по винтовой линии.

В этом случае вектор скорости частицы можно представить как сумму двух векторов скорости, один из которых, \( \vec{v}_2 \), параллелен вектору \( \vec{B} \), а другой, \( \vec{v}_1 \), – перпендикулярен ему. Вектор \( \vec{v}_1 \) не меняется ни по модулю, ни по направлению. Вектор \( \vec{v}_2 \) меняется по направлению. Сила Лоренца будет сообщать движущейся частице ускорение, перпендикулярное вектору скорости \( \vec{v}_1 \). Частица будет двигаться по окружности. Период обращения частицы по окружности – \( T \).

Таким образом, на равномерное движение вдоль линии индукции будет накладываться движение по окружности в плоскости, перпендикулярной вектору \( \vec{B} \). Частица движется по винтовой линии с шагом \( h=v_2T \).

Важно!
Если частица движется в электрическом и магнитном полях, то полная сила Лоренца равна:

Особенности движения заряженной частицы в магнитном поле используются в масс-спектрометрах – устройствах для измерения масс заряженных частиц; ускорителях частиц; для термоизоляции плазмы в установках «Токамак».

Алгоритм решения задач о действии магнитного (и электрического) поля на заряженные частицы:

сделать чертеж, указать на нем силовые линии магнитного (и электрического) поля, нарисовать вектор начальной скорости частицы и отметить знак ее заряда;
изобразить силы, действующие на заряженную частицу;
определить вид траектории частицы;
разложить силы, действующие на заряженную частицу, вдоль направления магнитного поля и по направлению, ему перпендикулярному;
составить основное уравнение динамики материальной точки по каждому из направлений разложения сил;
выразить силы через величины, от которых они зависят;
решить полученную систему уравнений относительно неизвестной величины;
решение проверить.

Магнитный сердечник

Многие электромагнитные катушки имеют магнитный сердечник , кусок ферромагнитного материала, такого как железо, в центре для увеличения магнитного поля. Ток через катушку намагничивает железо, а поле намагниченного материала добавляется к полю, создаваемому проволокой. Это называется катушкой с ферромагнитным сердечником или железным сердечником . Ферромагнитный сердечник может увеличить магнитное поле и индуктивность катушки в сотни или тысячи раз по сравнению с тем, что было бы без сердечника. Ферритовый сердечник катушка представляет собой разновидность катушки с сердечником из феррита , в ферримагнитном керамическом соединении. Ферритовые катушки имеют меньшие потери в сердечнике на высоких частотах.

Катушка с сердечником, образующим замкнутый контур, возможно, с небольшими узкими воздушными зазорами, называется катушкой с замкнутым сердечником . Обеспечивая замкнутый путь для силовых линий магнитного поля, эта геометрия сводит к минимуму магнитное сопротивление
Обычной формой катушек с замкнутым сердечником является катушка с тороидальным сердечником , в которой сердечник имеет форму тора или бублика с круглым или прямоугольным поперечным сечением. Эта геометрия имеет минимальный поток утечки и излучает минимальные электромагнитные помехи (EMI).

и создает самое сильное магнитное поле. Часто используется в трансформаторах.
Катушка с сердечником, который представляет собой прямой стержень или другую форму без петли, называется катушкой с открытым сердечником . Он имеет более низкое магнитное поле и индуктивность, чем закрытый сердечник, но часто используется для предотвращения магнитного насыщения сердечника.

Катушка без ферромагнитного сердечника называется катушкой с воздушным сердечником . Сюда входят катушки, намотанные на пластик или другие немагнитные формы, а также катушки, внутри обмоток которых действительно есть пустое пространство для воздуха.

Презентация на тему: » Магнитное поле катушки с током. Электромагниты. 8 класс.» — Транскрипт:

Магнитное поле катушки с током. Электромагниты. 8 класс

Цели урока: Познакомить с действием магнитного поля на катушку с током, различие полюсов катушки с током

Познакомить с изменениями магнитных свойств катушки при изменении силы тока, устройством и применением электромагнитов; Развивать познавательный интерес к предмету, внимание, память; Формировать навыки развития речи на примере объяснения увиденных явлений

Фронтальный опрос. 1.Какие явления наблюдаются в цепи, в которой существует электрический ток? 2.Какие магнитные явления вам известны? 3.В чем состоит опыт Эрстеда. 4.Какая связь существует между электрическим током и магнитным полем? 5.Почему для изучения магнитного поля можно использовать железные опилки? 6.Как располагаются железные опилки в магнитном поле прямого тока? 7.Что называют магнитной линией магнитного поля? 8.Для чего вводят понятие магнитной линии поля? 9.Как на опыте показать, что направление магнитных линий связано с направлением тока?

На прошлом уроке мы видели опыт Эрстеда, согласно которому: Стрелки вдоль провода, когда тока в проводе нет Магнитная стрелка расположилась перпендикулярно проводу, когда пошел ток.

Таким образом: Электрический ток обладает магнитным действием, магнитными свойствами. Следовательно, электрические явления связаны с магнитными явлениями. Если магнитные стрелки отклоняются от первоначального направления, значит, в этих точках пространства действуют какие-то силы. Другими словами, в пространстве вокруг провода с током магнитное поле.

силовые линии магнитного поля прямого проводника с током являются концентрическими окружностями, опоясывающими проводник. Направление силовых линий магнитного поля проводника зависит от направления тока в этом проводнике. Так сложилось исторически, что току в проводнике приписывают направление: от «+» клеммы источника тока к его «–» клемме. к намот нас Ток течет:

Соленоид и электромагнит. Рассмотрим магнитное поле проводника, свернутого в виде спирали. Если длина спирали больше ее диаметра, то такую спираль в физике называют соленоидом (греч. «солен» – трубка). На рисунке изображено расположение железных опилок в его магнитном поле. Аналогично случаю прямого проводника, силовые линии магнитного поля соленоида являются замкнутыми кривыми, опоясывающими проводник. Поместив внутрь соленоида стальной стержень, мы получим простейший электромагнит. При прочих равных условиях магнитное поле электромагнита гораздо сильнее магнитного поля соленоида.

Для подтверждения наших слов проделаем опыт. Подключив катушку с проволокой к источнику постоянного тока, опустим ее в сосуд с мелкими гвоздиками. Приблизительно сосчитаем количество примагнитившихся гвоздиков. Если же теперь в катушку вставить железный стержень (говорят: сердечник), то гвоздиков примагнитится заметно большее количество. Катушка с железным сердечником внутри называется электромагнитом.

Теперь легко понять, как сделать электромагнит: надо взять катушку с большим количеством витков провода и пропустить по ней электрический ток! Если уменьшить напряжение источника, уменьшится сила тока в катушке и, следовательно, уменьшится «сила» электромагнита. «Сила» также зависит от количества витков в катушке и материала, из которого изготовлен сердечник электромагнита.

Применение электромагнитов. Электрический звонок. (задание 9 стр 136) Магнитный сепаратор

Рассмотрим одно из таких применений – электромагнитное реле. Оно предназначено для управления током большой мощности, используя ток малой мощности. Взгляните на рисунок бассейна. Рассмотрим, как электромагнитное реле помогает решить эту проблему. Выключатель 3, которым управляется насос, расположен рядом с бассейном 4. А сам насос и электродвигатель находятся за стеной 5 в отдельной комнате. Реле 6 расположено над электродвигателем. Выключатель 7 подает на обмотку реле напряжение 36 В. При замыкании этой цепи электромагнит 8 притягивает стальную пластину 9. Замыкая контакты 10, реле включает электродвигатель. Если же выключатель разомкнуть, то сердечник электромагнита размагнитится, и пружина 11 оттянет стальную пластину от контактов. Цепь разомкнется, и двигатель насоса выключится.

Домашнее задание § 58 задание 9 (2,3) Упражнение 28(устно)

Электромагнит — устройство и принцип работы

Всем привет! Сегодня я собираюсь рассказать вам о очень лёгком, но зрелищном эксперименте, и имя его: «Электромагнит»! Я больше чем уверен что каждый начинающий радиолюбитель знает его, но для начала он как раз подойдёт. Я сделал этот обзор самоделки для тех кому интересно как устроен магнит. Перед инструкцией давайте посмотрим принцип работы электромагнита. Что говорит нам Википедия:

Электромагнит — устройство, создающее магнитное поле при прохождении электрического тока через него. Обычно электромагнит состоит из обмотки и ферромагнитного сердечника, который приобретает свойства магнита при прохождении по обмотке электрического тока.Вики

Не понятно? Объясню просто:

Когда электричество проходит по проводам и крутится вокруг гвоздя (сердечника), и гвоздь приобретает свойства природного магнита (как на холодильнике (сделанного из магнитной руды)). И без гвоздя магнит может работать только значительно слабее.

Где используются электромагниты:

Сильные электромагниты используются в разных механизмах для разных целей. К примеру, электромагнитный подъемный кран используется на металлургических и металлообрабатывающих заводах для перемещения металлического лома и готовых деталей. На заводах часто работают со станками которые ещё называют «магнитные столы», на которых можно работать с железным или стальным изделиями которые закрепляются магнитами с помощью мощных электромагнитов. Нужно только включить ток, чтобы крепко закрепить деталь в любом нужном положении на столе, выключите ток, чтобы освободить изделие. При расфасовке магнитных руд от немагнитных, к примеру при очистке кусков железной руды от пустой породы , используют магнитные сепараторы, при которых очищаемая руда проезжает через мощное магнитное поле электромагнитов, собирающее из него все магнитные элементы.

Нам потребуется:

Железный гвоздь
Тонкая изолированная проволка (чем больше тем лучше)
Батарейка (любой мощности, не меньше 1.5V)
Обьекты для проверки магнита (скрепки, кнопки, булавки)
Устройство зачистки проводов (Необязательно)
Клейкая лента

Правила безопасности:

Не пытайтесь подключать провода к розетке 220V. Наш электромагнит использует электричество, и когда вы подсоедините его к стандартному высокому напряжению, то тогда вас будет короткое замыкание во всём доме.
У вас должно быть много свободной проволоки до батарейки. Если так будет, у вас не будет сильного электрического сопротивления, и батарейка самоуничтожится!
Нашему электромагниту нужно только низкое напряжение. Если вы будете использовать высокое напряжение вас ожидает удар током.

А сейчас к инструкции: 1.Обмотайте медную проволоку вокруг гвоздя, но так чтобы с каждого конца осталось где-то 30 см, следите за тем, чтобы проволока была закручена только в одну сторону или у вас будет два маленьких поля которые будут мешать друг-другу

ВАЖНО: Проволока должна быть накручена так, чтобы она лежала не далеко от предыдущего мотка, но и не была на нём. Подсказка: Чем больше слоев тем сильнее магнит, можно сделать даже многослойную

2.Сейчас давайте очистим концы медной проволоки (где-то 3 см), желательно делать с устройством очистки проводов. Их надо очистить для лучшего прохождения тока. После очистки, концы будут выглядеть светлее чем неочищенная.

3.Возьмите один конец проволоки и подключите его к плюсу батарейки, а затем склейте их с помощью клейкой ленты, так чтобы они касались друг-друга

И если прижать пальцем то мы запустим магнит.ВАЖНО : Проволока и плюс батарейки должны соединяться постоянно

Что мы сделали: Мы соединили контакты в одну цепь (по сути это короткое замыкание) и образуют магнитное поле (об этом я уже написал выше). Чтобы ее выключить надо отпустить проволоку.

ГОТОВО!

Чему мы научились: Мы узнали как устроен простой электромагнит и как его сделать и где он применяется. Всем спасибо за то что вы прочитали это до конца! С вами был kompik92. Источник (Source)

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Определение слова «Электромагнит» по БСЭ:

Электромагнит — электротехническое устройство, состоящее обычно из токопроводящей обмотки и ферромагнитного сердечника, который намагничивается (приобретает свойства магнита) при прохождении по обмотке электрического тока. Э. используют в основном для создания магнитного потока (в электрических машинах) и усилия (в приводных механизмах). Несмотря на конструктивное разнообразие, Э. обычно состоят из следующих частей, имеющих одинаковое назначение: катушки с токопроводящей обмоткой, намагничивающегося сердечника (неподвижной части магнитопровода) и якоря (подвижной части магнитопровода), передающего усилие деталям приводимого в действие механизма. Обмотки Э. выполняются из изолированного алюминиевого или медного провода (существуют также Э. с обмоткой из сверхпроводящих материалов. см. Магнит сверхпроводящий). Магнитопроводы Э. изготовляют из магнитно-мягких материалов — обычно из электротехнической или качественной конструкционной стали, литой стали и чугуна, железоникелевых и железокобальтовых сплавов. Для снижения потерь на вихревые токи магнитопроводы выполняют из набора листов.В зависимости от способа создания магнитного потока и характера действующей намагничивающей силы Э. подразделяют на 3 группы: Э. постоянного тока нейтральные, Э. постоянного тока поляризованные, Э. переменного тока. У нейтральных Э. сила притяжения зависит только от величины магнитного потока и не зависит от направления тока в обмотке. при отсутствии тока в обмотке магнитный поток, а следовательно, сила притяжения практически равны нулю. У поляризованных Э. создаётся 2 независимых магнитных потока: поляризующий, который образуется обычно полем постоянного магнита (иногда другого Э.), и рабочий магнитный поток, который возникает под действием намагничивающей силы рабочей или управляющей обмотки.Если ток в них отсутствует, на якорь действует сила притяжения, созданная поляризующим магнитным потоком. Действие такого Э. зависит как от величины магнитного потока, так и от направления электрического тока в рабочей обмотке. В Э. переменного тока питание обмотки осуществляется от источника переменного тока, а магнитный поток периодически изменяется по величине и направлению, в результате чего сила притяжения пульсирует от нуля до максимального значения с удвоенной частотой по отношению к частоте питающего тока. Э. различают также по ряду других признаков: по способу включения обмоток — с параллельными и последовательными обмотками. по характеру работы — работающие в длительном, прерывистом и кратковременном режимах. по скорости действия — быстродействующие и замедленного действия и т. д.Наиболее широкая и важная область применения Э. — электрические машины и аппараты, входящие в системы промышленной автоматики, в аппаратуру регулирования, защиты электротехнических установок. В составе различных механизмов Э. используются в качестве привода для осуществления необходимого поступательного перемещения (поворота) рабочих органов машин или для создания удерживающей силы. Примером таких Э. могут служить Э. грузоподъёмных машин, Э. муфт сцепления и тормозов, Э., применяемые в различных пускателях, контакторах, выключателях, электроизмерительных приборах и т. п. Перспективно использование Э. в тяговых приводах скоростных транспортных средств для создания т. н. магнитной подушки. Развивающейся областью применения Э. является медицинская аппаратура. В научных целях Э. используют в эксперимент. химии, биологии, физике. В связи с широтой применения конструктивное исполнение, размеры, потребляемая мощность Э. находятся и широких пределах. В зависимости от назначения Э. могут весить от долей г до сотен т, потреблять электрическую мощность — от долей вт до десятков Мвт.Лит.: Гордон А. В., Сливинская А. Г., Электромагниты постоянного тока, М. — Л., 1960. Карасик В. Р., Физика и техника сильных магнитных полей, М., 1964. Тер-Акопов А. К., Динамика быстродействующих электромагнитов, М. — Л., 1965. Сливинская А. Г., Электромагниты и постоянные магниты, М., 1972.М. И. Озеров.

Магнитное поле

Магнетизмом называется способность некоторых тел притягивать к себе стальные предметы.

Магнит, который каждый из нас когда нибудь видел, обладает способностью магнетизма. Если магнит разрезать , то его части также будут иметь опять по два полюса. И на сколько бы частей не был разделен магнит, каждая часть всегда будет иметь два полюса по концам, и никогда нельзя получить магнит с одним полюсом.

Поднося магниты друг к другу разными полюсами можно установить, что магнитные полюса взаимодействуют как и электрические заряды между собой, т.е. разноименные притягиваются, а одноименные — отталкиваются. Эти силы притяжения и отталкивания показывает наличие магнитного поля вокруг полюсов. При отдалении от магнита эти силы ослабевают.

Как показывают опыты, магнитное поле действует не только через воздух, но и через другие диэлектрические материалы (стекло, картон, бумагу и т.д.) и только материалы из стали сильно ослабляют действие магнитов. Находясь возле магнита стальные предметы намагничиваются и становятся магнитами. Если применяются предметы из твердой (закаленной) стали, то они долго сохраняют магнитные свойства и ими можно пользоваться как постоянными магнитами. Мягкая сталь становится магнитной только на время намагничивания. При удалении от магнита она теряет магнитные свойства.

Как же происходит намагничивание? Из теории известно, что каждое вещество состоит из атомов в которых вокруг ядра вращаются электроны, создавая кольцевой формы элементарный проводничок с током — кольцевой ток.

Этот кольцевой ток создает свое магнитное поле (на рисунке — маленькие стрелочки выходящие из кольцевого тока) с магнитными полюсами. Когда тело не намагничено, кольцевые токи не создают результирующего магнитного поля, т.к. электроны хаотично вращаются в разные стороны и их магнитные поля взаимно уничтожаются (рис. а ). Если, допустим, мягкую сталь поместить в магнитное поле магнита, то кольцевые токи будут под действием магнитного поля разворачиваться и располагаться своими торцами перпендикулярно к его силовым линиям, создавая общее результирующее поле (рис. b ). Это поле и образует из стали магнит. По окончанию действия внешнего магнитного поля кольцевые токи снова вернуться в беспорядочное вращение и мягкая сталь размагнитится. В твердой (закаленной) стали элементарным кольцевым токам трудно возвращаться к беспорядочному вращению и поэтому в такой стали долго сохраняются магнитные свойства. Магнитное поле невидимо, но его существование можно определить если насыпать на лист картона железные опилки и под него положить магнит. Железные опилки, как маленькие магнитики, займут определенные положения по направлению магнитных силовых линий полюсов магнита(рис. с ). На рис. с видно, что в середине магнита результирующее силовое поле будет минимальное и в определенной точке будет равно нулю. На самом то деле, конечно, в магнитном поле никаких линий нет, но они помогают изобразить это поле графически. При этом принято считать, что эти линии идут снаружи магнита по направлению от северного полюса к южному, а внутри магнита — от южного к северному (рис. d ). То есть силовые магнитные линии будут всегда замкнуты.

Изменение магнитного действия катушки

Так как катушки с током имеют два полюса, их часто применяют в технике как магниты. Почему же тогда просто не взять обычный магнит?

Дело в том, что магнитное действие катушки можно изменять (усиливать или ослаблять). Сейчас мы рассмотрим, какими способами это можно сделать.

Проведем простой опыт (рисунок 5). Насыпем мелкие железные опилки и включим ток. Катушка начнет притягивать их.

Рисунок 5. Притяжение железных опилок на катушку с током

А теперь, не изменяя силу тока, возьмем катушку с большим числом витков, чем прежняя. Вы увидите, что количество притянутых опилок заметно увеличилось.

Добавим к нашей электрической цепи реостат (рисунок 6). Он позволит изменять силу тока.

С помощью таких изменений силы тока, мы увидим, что при разных ее значениях катушка притягивает разное количество железных предметов.

Рисунок 6. Действие магнитного поля катушки при изменении силы тока

Можно ли усилить магнитное действие катушки с током, не изменяя количество витков и силу тока? Можно! Для этого нужно ввести внутрь катушки железный стержень (рисунок 7). Такие стержни называются сердечниками.

Рисунок 7. Действие магнитного поля катушки при добавлении сердечника

{"questions":,"explanations":,"answer":}}}]}

Заключение

Во-первых, спасибо, что дочитали статью! Один из способов поддержать меня как автора — подписаться на мой паблик Вконтакте, где иногда выходят «локальные статьи».

Во-вторых, вернемся к началу статьи. Там я задался целью показать, почему физика удивительна. Не хочу быть многословным, поэтому просто попрошу вспомнить все то, что было описано выше. Мы оперировали моделями, которые относятся к разделу физики электричества и перенесли их на физику магнетизма. Наверняка, вы замечали, насколько часто встречаются элементы механики в иных разделах. Это по истине удивительно! Однако главное не поработиться иллюзией, что в мире все законы нам предельно известны…