-->
|
|
|
Ãëàâà 4. Ìàãíèòíîå ïîëå òîêîâ § 4.2. Ìàãíèòíîå ïîëå òîêîâ
Âçàèìîäåéñòâèå òîêîâÍàáëþäàòü ìàãíèòíîå âçàèìîäåéñòâèå òîêîâ íåñëîæíî. Íàäî âçÿòü äâà ãèáêèõ ïðîâîäíèêà, óêðåïèòü èõ âåðòèêàëüíî è ïðèñîåäèíèòü ê èñòî÷íèêó òîêà (ðèñ. 4.4). Çàìåòíîãî ïðèòÿæåíèÿ èëè îòòàëêèâàíèÿ íå îáíàðóæèòñÿ, òàê êàê ïðè ÝÄÑ èñòî÷íèêà â íåñêîëüêî âîëüò è ìàëîé ýëåêòðîåìêîñòè ïðîâîäíèêîâ çàðÿäû ïðîâîäíèêîâ ñëèøêîì ìàëû. Êóëîíîâñêèå ñèëû íå ïðîÿâëÿþòñÿ. Íî åñëè äðóãèå êîíöû ïðîâîäíèêîâ ñîåäèíèòü òàê, ÷òîáû â ïðîâîäíèêàõ âîçíèêëè òîêè ïðîòèâîïîëîæíîãî íàïðàâëåíèÿ, òî ïðîâîäíèêè íà÷íóò îòòàëêèâàòüñÿ, (ðèñ. 4.5).  ñëó÷àå òîêîâ îäíîãî íàïðàâëåíèÿ ìåæäó ïðîâîäíèêàìè âîçíèêàþò ñèëû ïðèòÿæåíèÿ (ðèñ. 4.6).
Ïðè èçìåíåíèè íàïðàâëåíèÿ òîêà â îäíîì èç ïðîâîäíèêîâ ïðèòÿæåíèå ìåæäó ïðîâîäíèêàìè ñìåíÿåòñÿ îòòàëêèâàíèåì, è íàîáîðîò. Îïûò ïîêàçûâàåò, ÷òî åñëè òîê èäåò òîëüêî ïî îäíîìó ïðîâîäíèêó, òî ñèëû âçàèìîäåéñòâèÿ ìåæäó ïðîâîäíèêàìè îòñóòñòâóþò (ðèñ. 4.7). Òî÷íî òàê æå íå îáíàðóæèòñÿ âçàèìîäåéñòâèÿ, åñëè îäèí èç ïðîâîäîâ ñâèò èç äâóõ, ïî êîòîðûì îäèíàêîâûå òîêè òåêóò â ïðîòèâîïîëîæíûõ íàïðàâëåíèÿõ (ðèñ. 4.8). Òàêîé ïðîâîä íå îêàçûâàåò âëèÿíèÿ íà ìàãíèòíóþ ñòðåëêó, ðàñïîëîæåííóþ âáëèçè íåãî. Äðóãèìè ñëîâàìè, ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî áëèçêî ðàñïîëîæåííûå ðàâíûå, íî ïðîòèâîïîëîæíî íàïðàâëåííûå òîêè âåäóò ñåáÿ òàê æå, êàê ïðîâîäíèê, â êîòîðîì òîêà íåò: îíè íå îáíàðóæèâàþò ìàãíèòíîãî äåéñòâèÿ.
Ìàãíèòíîå ïîëåÑîãëàñíî òåîðèè áëèçêîäåéñòâèÿ òîêè íå ìîãóò íåïîñðåäñòâåííî äåéñòâîâàòü äðóã íà äðóãà. Ïîäîáíî òîìó êàê â ïðîñòðàíñòâå, îêðóæàþùåì ýëåêòðè÷åñêèå çàðÿäû, âîçíèêàåò ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå, â ïðîñòðàíñòâå, îêðóæàþùåì òîêè, âîçíèêàåò ïîëå, íàçûâàåìîå ìàãíèòíûì. Êàæäûé ýëåìåíò òîêà â îäíîì èç ïðîâîäíèêîâ ñîçäàåò âîêðóã ñåáÿ ìàãíèòíîå ïîëå, êîòîðîå äåéñòâóåò íà âñå ýëåìåíòû òîêà âî âòîðîì ïðîâîäíèêå. Ìàãíèòíîå ïîëå ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îñîáóþ ôîðìó ìàòåðèè, ïîñðåäñòâîì êîòîðîé îñóùåñòâëÿåòñÿ âçàèìîäåéñòâèå ìåæäó äâèæóùèìèñÿ çàðÿæåííûìè ÷àñòèöàìè. ×òî æå òàêîå ìàãíèòíîå ïîëå? Êàê è â ñëó÷àå ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ, îòâåòèòü íà ýòîò âîïðîñ ìîæíî òàê: âî-ïåðâûõ, ïîëå ìàòåðèàëüíî: îíî ñóùåñòâóåò íåçàâèñèìî îò íàñ, îò íàøèõ çíàíèé î íåì; âî-âòîðûõ, îíî îáëàäàåò îïðåäåëåííûìè ñâîéñòâàìè, êîòîðûå ìîãóò áûòü íàéäåíû ýêñïåðèìåíòàëüíî. Îñíîâíûå ñâîéñòâà ìàãíèòíîãî ïîëÿ òàêîâû: ìàãíèòíîå ïîëå ïîðîæäàåòñÿ òîêîì (äâèæóùèìèñÿ çàðÿäàìè) è îáíàðóæèâàåòñÿ ïî äåéñòâèþ íà òîê (äâèæóùèåñÿ çàðÿäû). Î äðóãèõ ñâîéñòâàõ ïîëÿ áóäåò ðàññêàçàíî â äàëüíåéøåì. Äëÿ òîãî ÷òîáû îïèñàòü ìàãíèòíûå âçàèìîäåéñòâèÿ òîêîâ êîëè÷åñòâåííî, íóæíî ðåøèòü òðè çàäà÷è: 1. Ââåñòè âåëè÷èíó, êîëè÷åñòâåííî õàðàêòåðèçóþùóþ ìàãíèòíîå ïîëå. 2. Óñòàíîâèòü çàêîí, îïðåäåëÿþùèé ðàñïðåäåëåíèå ìàãíèòíîãî ïîëÿ â ïðîñòðàíñòâå â çàâèñèìîñòè îò òîêà. 3. Íàéòè âûðàæåíèå äëÿ ñèëû, äåéñòâóþùåé íà òîê ñî ñòîðîíû ìàãíèòíîãî ïîëÿ. Ñíà÷àëà ìû çàéìåìñÿ ðåøåíèåì ïåðâîé çàäà÷è.
|
|
|