Линии магнитной индукции прямого проводника с током. Магнитные линии прямолинейного проводника с током

Окна и двери
28.01.2019

левитировать в магнитном

Вступление.

Теоретическое обоснование.


Особенности конструкции.


Вихревой магнитолет


Так как скорость вращения вихревого поля вокруг принудительно вращаемого проводника (сектор А) больше больше чем вокруг неподвижной части контура (сектор В) то F4>

F4- будет зависеть:

От силы тока в цепи,

Без экранный магнитолет.

Эпилог.

Магнитолет это аппарат способный

левитировать в магнитном

поле Земли за счет силы Лоренса

Вступление. Магнитолет это аппарат способный левитировать в магнитном поле Земли за счет силы Лоренса. Этот аппарат теоретически в состоянии подняться, к самым границам магнитосферы. А это просто фантастические высоты. Так границы магнитосферы, со стороны, обращенной к Солнцу, варьируется в зависимости от интенсивности солнечного ветра и составляет около 70000 км (10-12 радиусов Земли Re, где Re = 6371 км, (расстояние считается от центра Земли). Граница магнитосферы, или магнитопауза, со стороны Солнца по форме напоминает снаряд и по приблизительным оценкам находится на расстоянии около 15 Re. С ночной стороны магнитосфера Земли вытягивается длинным цилиндрическим хвостом (магнитный хвост), радиус которого составляет около 20-25 Re. Хвост вытягивается на значительное расстояние -- намного большее, чем 200 Re, и где он заканчивается -- неизвестно. Отсюда максимальное удаление магнитостата от центра Земли может составить от 10- 200 Re. Или же 63710-1274200. Cпутник оснащенный подобным двигателем может бесконечно долго находится на заданной орбите и даже без труда легко ее корректировать. Естественно, что этот аппарат может перемещаться и в любом другом магнитном поле, например в магнитном поле Солнце. При чем по уникальной траектории к Солнцу или же от Солнца, просто пересекая орбиты планет Солнечной Системы по кратчайшей траектории, при необходимости данный аппарат оставаясь на орбите необходимой планеты может "дождаться" необходимую планету и высадить на нее научно исследовательский десант. Теоретическое обоснование. На проводник в магнитном поле, как и на погруженное в жидкость тело, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх. Так как магнитное поле есть везде, то достаточно пропустить через проводник ток определенной силы и расположить проводник перпендикулярно магнитным силовым линиям то мы получим направленную вертикально вверх подъемную силу. В случае с реальными магнитами это будет, выглядит, так как это изображено на Рис.1
А вот если еще добавить магнитное поле Земли, то принцип левитации в магнитном поле проводника с
током будет, выглядит следующим образом. Рис.1.1 Особенности конструкции. Но позвольте, возразит скептик, напряженность магнитного поля слишком мала, для создания подобной магнитной силы. Она в тысячи раз меньше напряженности магнитного поля в зазоре обычного магнита. Раз мала напряженность магнитного поля, значит нужно увеличить силу тока. Существует еще одна проблема - ориентирование проводника относительно направления магнитных силовых линий. Дело в том, что подъемная сила будет достигать максимума только в том случае, когда плоскость проводника перпендикулярна направлению вектора напряженности магнитного поля Земли. Следовательно, необходима какая-то система, которая бы при всех эволюциях магнитолета всегда позволяла бы проводнику всегда находиться перпендикулярно к силовым линиям магнитного поля Земли. Вот как предлагает проблему стабилизации относительно магнитных линей автор "элекопрера" Рис.3 Принято, считать, что все, что нужно доработать в этой конструкции это магнитонепрозрачный экран. Но до сих пор нормального экрана как не было так и нет. ПРОВОДНИК С ТОКОМ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ Но прежде чем перейти дальше все же считаю нужным дать больше теории. Но не математической, а графической, для того, что бы реально понимать цель и смысл последующих доработок. К сожалению обучение в высших учебных заведениях через чур перегружено математикой и у выпускников чаще всего отсутствует наглядное физическое представление о происходящих процессах. Речь идет именно о проводнике внесенном в магнитном поле. Многие могут написать математическую модель и лишь единицы нвглядно понимают причину возникновение силы Ампера действующей на проводник с постоянным током внесенным в магнитное поле. Итак теория если Если внести проводник с током в магнитном поле (рис. 86, а), то в результате сложения магнитных полей магнита и проводника произойдет усиление результирующего магнитного поля с одной стороны проводника (на чертеже сверху) и ослабление магнитного поля с другой стороны проводника (на чертеже снизу).Ш резуль-тате действия двух магнитных полей произойдет искривление. Вокруг проводника образуется магнитный вихрь который выталкивается в ту сторону где вращение ослабляет плотность магнитных силовых линий.Поэтому проводник выталкивается туда где силовые линии внешнего магнитного поля ослаблены или искривлены. Вот как этот эффект описан в учебнике:"Если в поле (или электромагнита) поместить проводник с током, который создает свое собственное магнитное поле, то оба магнитных поля, взаимодействуя между собой, создадут силу, которая стремиться вытолкнуть проводник из поля. Как видно на (рисунке 1-А), магнитные силовые линии поля и проводника слева от него совпадают по направлению и их плотность здесь больше, чем справа от проводника где магнитные силовые линии проводника идут навстречу линиям поля и ослабляют одна другую. Проводник выталкивается из магнитного поля вправо. Если изменить направление тока в проводнике (рисунок 1-Б), то направление силы также изменится. " Далее я просто предлагаю ознакомиться с различными конструкциями магнитолетов, в основе этих конструкций попытки доработать и усовершенствовать "Магнитолет Евстратова". Магнитолет с ферромагнитным экраном В основе все тот же "Магнитолет Евстратова", но в ввиду отсутствия нормальных экранов предлагается взять за основу конструкции, то что есть, ферромагнитный экран, который не отражает магнитное поле, а втягивает его в себя. Естественно, что существенно изменив конструкцию и экрана и магнитолета в целом. Этот эффект втягивания можно объяснить следующим образом. Так допустимо сравнить магнитные силовые линии магнитного поля с электрическим током или некими струями в пространстве. И эти магнитным силовым линии или струи текут по минимальному пути сопротивления, как ток. Образно говоря, у вакуума проницаемость 1, у железа 4000, поэтому если линия вошла в железо, то ей уже невыгодно выходить из него в воздух, чтобы войти в противоположную стенку - она выйдет из другой крайней точки, пройдя по стенкам благодаря разнице в 4000 раз между железом и воздухом . Именно способность ферромагнетиков втягивать в себя магнитные поля и быть для них как бы магнитопроводами и положена в основу "модифицированной конструкции" магнитолета. Думаю, понятно, что через центральное отверстие в двойном ферромагнитном экране, состоящем из двух трубок "одна в одной" и соединенных по торцам в единый замкнутый двойной проводник, можно пропустить не один замкнутый виток, а несколько, что существенно позволит увеличить подъемную силу создаваемую магнитолетом. Как это работает? В замкнутом проводе течет постоянный ток, а постоянный ток как известно не наводит в близлежащих проводниках никаких токов . Это под силу только току переменному, поэтому в "экране" ток как таковой будет отсутствовать вообще и во внутрнней "трубке-экране" - "3" и во внешней "трубке-экране"- "2". Таким образом задача трубок это разнесение в пространстве магнитного поля возникающего вокруг проводника с током и магнитного поле внешнего, естественного. Так как сила Ампера действующая на проводник с постоянным током в магнитном поле это всегда результат взаимодействия силовых линий внешнего магнитного поля и силовых линий магнитного поля возникающего вокруг проводника с постоянным током И для того что бы это взаимодействие исключить и следует данные магнитные поля разнести с пространстве при помощи "трубок-магнитопроводов". Конечно трубки можно изготовить и из ферримагнетика. Которые как известно "втягивают" в себя внешние магнитные поля но обладают большим электрическим сопротивлением. То есть не проводят ток . Конечно, скептик может возразить, что очень сложно создать электрический ток в рамке даже пусть и в космосе, необходимой силы. Источник питания будет весить весьма много, что сведет на нет подъемную силу создаваемую аппаратом. Отчасти это действительно так, но лишь в пределах гравитационного поля Земли. В условиях же невесомости магнитолет вполне сможет перемещаться используя в качестве источника электроэнергии солнечные батареи. Также считаю, что вполне реально отказаться от "магнитного экрана" вовсе. Так, что давайте рассмотрим еще один из вариантов без экранного магнитолета. Вихревой магнитолет Как можно еще переделать предложенную Евстратовым систему? Давайте смотреть в корень. Например если посмотреть видео в котором демонстрируется эффект выталкивания проводника с током из магнитного поля. То можно заметить, что проводник при выталкивании вращается сначала по часовой стрелке, а потом против. При смене направления тока . О чем это говорит? Что при движении электронов или электрического заряда в проводнике, вокруг проводника образуется магнитное поле, которое вращается. Сначала в одну сторону потом в другую. При смене направления тока. Отсюда можно предположить, что сила ампера действующая на проводник с током помещенным в магнитное полет может зависеть не только от силы тока и как следствие скорости дрейфа электрических зарядов в проводнике. Но и от скорости вращения вихревого магнитного поля вокруг проводника. В силу того, что силовое воздействие на встречно-направленные силовые линии, а значит и их ослабление будет больше, и поле в этом месте будет менее плотным чем при традиционном подходе. Да это предположение и его надо проверить экспериментально. И если это подтвердиться то дополнительное вращая проводник с током а значит и магнитное поле вокруг него мы получим усиление выталкивающей силы. Это также позволит отказаться от "магнитного экрана". Смотрим схему. Так как скорость вращения вихревого поля вокруг принудительно вращаемого проводника (сектор А) больше больше чем вокруг неподвижной части контура (сектор В) то F4>F3 и вся рамка должна смещаться во внешнем магнитном поле в сторону силы F4. F4- будет зависеть: - от силы тока в цепи, - от скорости вращения подвижного проводника, и как следствие, вихревого магнитного поля вокруг вращаемого проводника. Конечно этот гипотетический опыт просто моя догадка и я тут ее привел лишь с целью показать, что сама идея без экранного магнитолета имеет место быть. И следует все же двигаться в направлении того, что бы придумать магнитолет свободный от экрана. И об этой конструкции далее. Без экранный магнитолет. Прежде чем перейти к описанию данного магнитолета. Я бы хотел, что бы читатель осознал всю трудность создания толкающей силы в очень слабом магнитном поле Солнце и даже более в магнитном поле Галактики. То есть в межгалактическом пространстве. И задача для конструкторов уже межгалактических магнитолетов это получение не просто силы, а получение силы в очень слабом магнитном поле во сравнению с которым магнитное поле Солнце и даже Земли просто мечта. И тут нужен особый подход. И тут как ни странно будущее именно за условно без экранными магнитлетами. Но опять же последнее слово за читателем. Итак если мы говорим о получении толкающей силы в сверхслабых магнитных полях. То мы должны кардинально пересмотреть функцию экрана. Он должен уже стать своеобразной линзой способной собрать максимальное количество условных силовых линий внешнего магнитного поля и направить на проводник с током. И это реально. Скажем идея подобного "экрана-линзы" заимствована из другой конструкции призванной доставлять грузы на орбиту Земли с ее поверхности . Смотрим рисунок. Как видите если в других конструкциях экран именно экранирует часть замкнутого проводника с постоянным током то в данной конструкции он уже собирает внешние силовые линии магнитного поля и направляет их на определенный нужным нам полувиток. При этом вторая часть замкнутого проводника оказывается в "магнитной тени" то есть магнитное поле не достигает данного второго полувитка. Все внешнее магнитное поле направлено и взаимодействует лишь с одной определенной частью полувитка. При такой схеме просто увеличивая площадь линзы из феромагнетика мы можем подать к полувитку максимальное количество внешних условных силовых линий магнитного поля. Как Солнца так и галактического магнитного поля. При этом "магнитная тень" для второго полувитка это просто побочный эффект. Мы можем создавать в невесомости "линзы" очень большой площади, а значит слабость внешнего магнитного поля уже не проблема. Естественно, что нижний полувиток находящийся в магнитной тени, мы также можем снабдить двойным экраном из трубок, одна в одной. На тот случай если магнитолет например при попадании в него метеорита или иных сил, повернется к силовым линиям магнитного поля, этим полувитком, который в штатном режиме находиться всегда в магнитной тени. Эпилог. Прошу обратить внимание, что токи порядка 100 тысяч ампер и мощные электрические заряды нужны для левитации только в магнитном поле Земли, для перемещения же в невесомости, в магнитном поле Солнца, например, скорее всего подойдут токи и заряды много меньше. Поэтому скорее всего по крайней мере на первых порах сфера применения данного двигателя космос. Сможет ли подобные конструкции конкурировать с "Солнечными парусами" покажет время.

Направление магнитных силовых линий можно определить по правилу буравчика. Если поступательное движение буравчика (рис. 27) совместить с направлением тока в проводнике, то вращение его рукоятки укажет направление силовых линий магнитного поля вокруг проводника. Чем больше ток, проходящий по проводнику, тем сильнее возникающее вокруг него магнитное поле. При изменении направления тока магнитное поле также изменяет свое направление.

По мере удаления от проводника магнитные силовые линии располагаются реже.

Способы усиления магнитных полей. Для получения сильных магнитных полей при небольших токах обычно увеличивают число проводников с током и выполняют их в виде ряда витков; такое устройство называют катушкой.

При проводнике, согнутом в виде витка (рис. 28,а), магнитные поля, образованные всеми участками этого проводника, будут внутри витка иметь одинаковое направление. Поэтому интенсивность магнитного поля внутри витка будет больше, чем вокруг прямолинейного проводника. При объединении витков в катушку магнитные поля, созданные отдельными витками, складываются (рис. 28,б) и их силовые линии соединяются в общий магнитный поток. При этом концентрация силовых линий внутри катушки возрастает, т. е. магнитное поле внутри нее усиливается. Чем больше ток, проходящий через катушку, и чем больше в ней витков, тем сильнее создаваемое катушкой магнитное поле.

Катушка, обтекаемая током, представляет собой искусственный электрический магнит. Для усиления магнитного поля внутрь катушки вставляют стальной сердечник; такое устройство называется электромагнитом.


18. Магнитные свойства различных веществ.

Все вещества в зависимости от магнитных свойств делят на три группы: ферромагнитные, парамагнитные и диамагнитные.

К ферромагнитным материалам относят железо, кобальт, никель и их сплавы. Они обладают высокой магнитной проницаемостью µ ихорошо притягиваются к магнитам и электромагнитам.

К парамагнитным материалам относят алюминий, олово, хром, марганец, платину, вольфрам, растворы солей железа и др. Парамагнитные материалы притягиваются к магнитам и электромагнитам во много раз слабее, чем ферромагнитные материалы.

Диамагнитные материалы к магнитам не притягиваются, а, наоборот, отталкиваются. К ним относят медь, серебро, золото, свинец, цинк, смолу, воду, большую часть газов, воздух и пр.

Магнитные свойства ферромагнитных материалов. Ферромагнитные материалы благодаря их способности намагничиваться широко применяют при изготовлении электрических машин, аппаратов в других электротехнических установок.

Кривая намагничивания . Процесс намагничивания ферромагнитного материала можно изобразить в виде кривой намагничивания (рис. 31), которая представляет собой зависимость индукции В от напряженности Н магнитного поля (от намагничивающего тока I ).

Кривую намагничивания можно разбить на три участка: О-а , на котором магнитная индукция возрастает почти пропорционально намагничивающему току; а-б , на котором рост магнитной индукции замедляется, и участок магнитного насыщения за точкой б , где зависимость В от Н становится опять прямолинейной, но характеризуется медленным нарастанием магнитной индукции при увеличении напряженности поля.

Перемагничивание ферромагнитных материалов, петля гистерезиса . Большое практическое значение, особенно в электрических машинах и установках переменного тока, имеет процесс перемагничивания ферромагнитных материалов. На рис. 32 показан график изменения индукции при намагничивании и размагничивании ферромагнитного материала (при изменении намагничивающего тока I . Как видно из этого графика, при одних и тех же значениях напряженности магнитного поля магнитная индукция, полученная при размагничивании ферромагнитного тела (участок а-б-в ), будет больше индукции, полученной при намагничивании (участки О-а и д-а ). Когда намагничивающий ток будет доведен до нуля, индукция в ферромагнитном материале не уменьшится до нуля, а сохранит некоторое значение В r , соответствующее отрезку О-б . Это значение называется остаточной индукцией.

Явление отставания, или запаздывания, изменений магнитной индукции от соответствующих изменений напряженности магнитного поля называется магнитным гистерезисом, а сохранение в ферромагнитном материале магнитного поля после прекращения протекания намагничивающего тока - остаточным магнетизмом.

При изменении направления намагничивающего тока можно полностью размагнитить ферромагнитное тело и довести магнитную индукцию в нем до нуля. Обратная напряженность Н с , при которой индукция в ферромагнитном материале уменьшается до нуля, называется коэрцитивной силой. Кривую О-а , получающуюся при условии, что ферромагнитное вещество было предварительно размагничено, называют первоначальной кривой намагничивания. Кривую изменения индукции называют петлей гистерезиса.

Влияние ферромагнитных материалов на распределение магнитного поля . Если поместить в магнитное поле какое-либо тело из ферромагнитного материала, то магнитные силовые линии будут входить и выходить из него под прямым углом. В самом теле и около него будет иметь место сгущение силовых линий, т. е. индукция магнитного поля внутри тела и вблизи него возрастает. Если выполнить ферромагнитное тело в виде кольца, то во внутреннюю его полость магнитные силовые линии практически проникать не будут (рис. 33) и кольцо будет служить магнитным экраном, защищающим внутреннюю полость от влияния магнитного поля. На этом свойстве ферромагнитных материалов основано действие различных экранов, защищающих электроизмерительные приборы, электрические кабели и другие электротехнические устройства от вредного воздействия внешних магнитных полей.

«Демонстрация магнитного поля» - Направление. Деление постянного магнита на части. Опыт Эрстеда. Полюса магнита. Определение направления линий магнитного поля. Магнитное поле соленоида. Линии магнитного поля. Свойства постоянных магнитов. Линии магнитного поля постоянного магнита. Магнитная стрелка. Свойства. Направление силы Ампера.

«Движение частиц в магнитном поле» - Проявление действия силы Лоренца. Контрольные вопросы. Направления силы Лоренца. Определение величины силы Лоренца. Изменение параметров. Магнитное поле. Повторение. Сила Лоренца. Масс-спектрограф. Значение. Циклотрон. Движение частиц в магнитном поле. Задача эксперимента. Применение силы Лоренца. Спектрограф.

«Характеристики магнитного поля» - Поле в центре кругового тока. Электрические заряды. Появляется магнитное поле. Ученый-физик Уильям Гильберт. Схема. Поворачиваются вдоль силовых линий. Поле. Векторная сумма. Мнение. Дивергенция. Магнитная индукция. Теорема Гаусса. Силовые линии магнитного поля. Элемент тока. Радиационные пояса Земли.

«Свойства магнитного поля» - Модуль вектора магнитной индукции. Магнитная стрелка. Постоянный магнит. Электроизмерительные приборы. Магнитное поле проявляет себя действием на проводники с током. Магнитные свойства вещества. Магнитная индукция. Линии магнитной индукции всегда замкнуты. Масс-спектрограф. Магнитная индукция магнитного поля.

«Энергия магнитного поля» - Плотность энергии. Колебательный контур. Импульсное магнитное поле. Скалярная величина. Расчёт индуктивности. Время релаксации. Определение индуктивности. Плотность энергии магнитного поля. Электродинамика. Энергия катушки. Самоиндукция. Экстратоки в цепи с индуктивностью. Постоянные магнитные поля.

«Определение магнитного поля» - Вечернее размышление. Магнит имеет два полюса: северный и южный. Оборудование. Действия электрического тока. Ж. Верн. Экспериментальное задание. Магнитное поле. Тела, длительное время сохраняющие намагниченность. Ханс Кристиан Эрстед. Этап обобщения и систематизации знаний. Направление магнитных силовых линий.

Всего в теме 20 презентаций

3.3. Электромагнитные явления

Электромагнитные явления отражают связь электрического тока с магнитным полем. Все их физические законы хорошо известны, и мы не будем стараться поправить их; наша цель иная: объяснить физическую природу этих явлений.

Магнитное поле вокруг проводника с током

Одно нам уже ясно: ни электричество ни магнетизм не могут быть без электронов; и в этом уже проявляется электромагнетизм. Говорили мы и о том, что катушка с током порождает магнитное поле . Задержимся на последнем явлении и уточним - как оно происходит.

Будем смотреть на катушку с торца, и пусть электрический ток по ней идет против часовой стрелки. Ток представляет собой поток электронов, скользящий по поверхности проводника (только на поверхности - открытые присасывающие желоба). Поток электронов будет увлекать за собой прилегающий эфир, и он начнет также двигаться против часовой стрелки. Скорость прилегающего к проводнику эфира будет определяться скоростью электронов в проводнике, а она, в свою очередь, будет зависеть от перепада эфирного давления (от электрического напряжения на катушке) и от проходного сечения проводника. Увлекаемый током эфир будет затрагивать соседние слои, и они также будут двигаться внутри и вне катушки по кругу. Скорость закрученного эфира распределится следующим образом: наибольшее ее значение, разумеется, - в районе витков; при смещении к центру она уменьшается по линейному закону, так что в самом центре она окажется нулевой; при удалении от витков на периферию скорость также будет уменьшаться, но не по линейному, а по более сложному закону.

Закрученное током макрозавихрение эфира начнет ориентировать электроны таким образом, что все они повернутся до параллельности осей вращения с осью катушки; при этом внутри катушки они будут вращаться против часовой стрелки, а за ее переделами - по часовой; одновременно электроны будут стремиться к соосному расположению, то есть будут собираться в магнитные шнуры. Процесс ориентирования электронов займет какое-то время, и по завершению его внутри катушки возникает магнитный пучок с северным полюсом в нашу сторону, а за пределами катушки, наоборот, северный полюс окажется удаленным от нас. Таким образом, мы доказали справедливость известного в электротехнике правила винта или буравчика, устанавливающего связь между направлением тока и направлением рожденного им магнитного поля.

Магнитная сила (напряженность) в каждой точке магнитного поля определится изменением скорости эфира в этой точке, то есть производной от скорости по удалению от витков катушки : чем круче изменение скорости, тем больше напряженность. Если соотносить магнитную силу катушки с ее электрическими и геометрическими параметрами, то она имеет прямую зависимость от величины тока и обратную - от диаметра катушки. Чем больше ток и чем меньше диаметр, тем больше возможностей собрать электроны в шнуры определенного направления вращения и тем большей окажется магнитная сила катушки. О том, что напряженность магнитного поля может усиливаться или ослабляться средой, уже говорилось.

Процесс преобразования электричества постоянного тока в магнетизм - не обратим: если в катушку поместить магнит, то ток в ней не возникает. Энергия макрозавихрения, существующего вокруг магнита, настолько мала, что не в силах заставить смещаться электроны по виткам при самых малых сопротивлениях для них. Еще раз напомним, что в обратном процессе макрозавихрение эфира, выполняющее роль посредника, лишь ориентировало электроны, и не более того, то есть только управляло магнитным полем, а сила поля определялась количеством однонаправленных магнитных шнуров.

Движение проводника в магнитном поле

Движение электронов в проводнике возникает только тогда, когда он пересекает магнитный пучок. Этот процесс мы рассматривали чуть раньше, когда говорили об упругой реакции магнитного шнура. Дополним тем, что упруго прогибающиеся под напором проводника магнитные шнуры в какой-то момент рвутся и разрушаются и восстанавливаются только после того, как проводник их пройдет. На их восстановление, естественно, требуется время, поэтому они запаздывают и отстают от движущегося проводника; этим можно объяснить то, что они не смещают электроны в проводнике с обратной его стороны в противоположном направлении. Вполне возможно, что будут рваться и разрушаться не все магнитные шнуры; часть из них, упруго прогнувшись под действием проводника, после его прохождения выпрямится и займет прежнее свое положение; но и в этом случае их оболочки уже не будут смещать его электроны в обратном направлении.


Натыкающиеся на вращающиеся оболочки магнитных шнуров электроны проводника будут легко смещаться вдоль него только в том случае, если не будут испытывать сопротивление; но такого не бывает. Следовательно, под напором шнуров они сначала отступят поперек проводника до предела и только потом уже будут выбирать между тем, чтобы сорваться с проводника и уйти в пространство, или сместиться несмотря на сопротивление вдоль проводника. Отрыв электронов от присасывающих желобов, как мы уже знаем, - затруднителен, поэтому электронам не остается ничего другого, как двигаться по проводнику. Усилие, которое прикладывается к нему, определится силой, стремящейся оторвать электроны от желобов, а эта сила, в свою очередь, будет зависеть от сопротивления движению электронов вдоль проводника. Таким образом мы доказали справедливость закона, определяющего электродвижущую силу электромагнитной индукции, и объяснили известное в электротехнике правило правой руки, согласовывающее направления движений проводника в магнитном поле и тока в нем.

Проводник с током в магнитном поле

Рассмотрим теперь обратный процесс: поведение проводника с током в магнитном поле. Поток электронов, движущихся по поверхности проводника, буде увлекать за собой прилегающий эфир, и скорость эфира будет убывать при удалении от проводника - подобное мы уже наблюдали. И также, как прежде, убывающая скорость определит отношение движущегося эфира к направлению вращения магнитных шнуров; в данном случае эфир будет усиливать и укреплять магнитные шнуры с одной стороны проводника и противодействовать и разрушать шнуры с другой стороны. Можно даже конкретизировать: укрепляться будут те магнитные шнуры, касательное движение вращающихся оболочек которых будет совпадать с направлением тока в проводнике; и наоборот, разрушаться будут те шнуры, вращение которых противодействует току.

Бегущие по проводнику электроны будут обкатываться по вращающимся оболочкам оставшихся шнуров и отклоняться поперек проводника по мере возможности, а точнее говоря - до упора. Так как дальше в поперечном направлении они сместиться не могут (иначе они должны будут оторваться от проводника), то они потянут за собой в том же направлении атомы и молекулы проводника, возникнет поперечная сила смещения проводника. Очевидно, эта сила будет тем больше, чем больше напряженность магнитного поля и чем больше поток электронов в проводнике; именно такую зависимость отражает известный в электротехнике закон индукции магнитного поля.

Из нашего объяснения становится понятной связь направлений тока в проводнике, вращения магнитных шнуров и вынужденного смещения проводника; эта связь в электротехнике отображается правилом левой руки: если расположить левую руку в магнитном поле ладонью к северному полюсу и так, чтобы рука указывала направление движения тока в проводнике, то отогнутый перпендикулярно большой палец укажет направление действия смещающей электромагнитной силы.


Если через проводник пропускать электрический ток и рядом с ним расположить магнитную стрелку, то эта стрелка займет определенное положение. Ее направление будет совпадать с плоскостью, перпендикулярной проводнику. Такое поведение магнитной стрелки говорит о том, что вокруг проводника с током имеется магнитное поле. Силовые линии магнитного поля, образовавшегося вокруг проводника с током, располагаются концентрически. Направление силовых линий поля в этом случае можно определить следующим образом: если представить себе, что в конец проводника ввинчивается буравчик так, чтобы его движение совпадало с направлением тока, то направление вращения его рукоятки покажет направление магнитных силовых линий. Это определение называется правилом буравчика. Два проводника с током, расположенные близко друг к другу, будут притягиваться, если направление тока в них одинаковое. Эти же проводники будут отталкиваться один от другого, если направление тока в них разное. Сказанное выше объясняется тем, что вокруг проводников с током образуются магнитные поля, которые взаимодействуют между собой. Эти магнитные поля пропорциональны силе тока, протекающего в каждом из проводников. Чем больше сила тока в проводнике, тем сильнее магнитное поле. С прекращением тока магнитное поле вокруг проводника исчезает. Рассмотрим, как располагаются силовые ливни магнитного поля, возникающего возле проводника, изогнутого в кольцо. Если направление силовых линий определять по правилу буравчика, то можно убедиться, что они с одной стороны будут входить внутрь кольца, а с другой выходить из него. Это положение справедливо как для правой, так и для левой части кольца. Силовые линии расположатся в плоскости, перпендикулярной к плоскости кольца. Изогнутый в кольцо проводник часто называют витком. Если проводник свернуть спиралью, то получим несколько витков, расположенных один за другим. Магнитные поля витков будут складываться и образуют суммарное магнитное поле. Почти все силовые линии в этом случае будут охватывать все витки. Только некоторые из них образуют кольца, охватывающие отдельные витки. Такой спиральный проводник образует катушку и называется соленоидом. Оно очень похоже на магнитное поле постоянного магнита, имеющего прямолинейную форму. Силовые линии внутри соленоида направлены одинаково. Коней соленоида, из которого они выходят, является северным полюсом. Противоположный конец, в который силовые линии входят, служит южным полюсом. Полюсы соленоида можно определить, пользуясь правилом буравчика в несколько измененном виде. Представим себе, что буравчик ввинчивается в соленоид так, чтобы движение его ручки совпадало с направлением тока в витках соленоида. Тогда направление движения буравчика совпадает с направлением магнитных силовых линий поля соленоида. Полярность соленоида можно определить, наложив правую руку на него таким образом, чтобы четыре пальца совпадали с направлением тока в витках. При этом отогнутый в сторону большой пален будет указывать северный полюс катушки. Магнитное поле соленоида усиливается, если увеличивается сила тока, проходящего по виткам. При одном и том же токе, магнитное поле больше у соленоида, имеющего больше количество витков Таким образом, магнитные качества соленоида могут быть определены двумя величинами: силой тока и количеством ее витков. Произведение числа витков на силу тока, выраженную в амперах, называют ампер-витками. Если к соленоиду приблизить железный стержень, то он будет втягиваться внутрь соленоидной катушки. Стержень, оказавшийся в магнитном поле соленоида, намагничивается. У концов стержня образуются полюсы, которые определяются в соответствии с направлением пронизывающих его силовых линий. При этом южный полюс стержня окажется против северного полюса катушки. Втягивание стержня в катушку будет продолжаться до тех пор, пока нейтральные линии катушки и стержня не совместятся. Принцип втягивания железных деталей в катушку соленоида используется во многих измерительных приборах и в разных электротехнических устройствах.