В МАГНИТНОМ ПОЛЕ НА ПРОВОДНИКИ С ТОКОМ
§ 132. Введение. В предыдущих главах мы познакомились с разнообразными электромагнитными явлениями. Были рассмотрены различные случаи взаимодействия магнитов между собой, действия токов на магниты и магнитов на токи, равно как и взаимодействия токов. Во всех этих случаях дело сводится к воздействию магнитного поля, созданного какими-либо магнитами и токами, на помещенные в это поле магниты и токи. Но магнитные свойства постоянных магнитов также обусловливаются токами, непрерывно циркулирующими в частицах, из которых построено вещество этих магнитов (молекулярные амперовы токи). Таким образом, в основе всех магнитных взаимодействий лежит воздействие магнитного поля на токи. Поэтому более подробное рассмотрение этого вопроса представляет глубокий научный интерес. С другой стороны, и огромное число технических применений электромагнитных явлений сводится к воздействию магнитного поля на проводники, по которым идет ток. В соответствии с этим мы в настоящей главе рассмотрим более подробно силы, действующие в магнитном поле на проводники с током.
§ 133. Действие магнитного поля на прямолинейный проводник с током. Правило левой руки. Проводникам можно придать такую форму, при которой более отчетливо выяснится характер воздействия магнитного поля на отдельные участки цепи, по которой течет ток. Воспользуемся магнитным полем подковообразного магнита или электромагнита, а цепь с током составим так, чтобы только один прямолинейный участок ее оказался в сильном поле, остальные же участки цепи проходили по тем частям пространства, где напряженность поля чрезвычайно мала и действием поля на эти участки цепи можно вполне пренебречь (рис. 233). Практически лишь прямолинейный участок цепи ab нахо-
301
дится под действием значительного поля, так что наблюдаемые силы являются силами, с которыми магнитное поле действует на прямолинейный ток. Изменяя направление тока в проводнике ab (например, с помощью переключателя)
Рис. 233. Действие магнитного поля на прямолинейный проводник с током. Сила F выталкивает проводник с током ab
а изменяя направление магнитного поля (например, поворачивая магнит), можно исследовать направление действующей силы (рис. 234) *). Эти опыты показывают, что проводник ab отклоняется вправо или влево (рис. 233) или стремится переместиться вверх или вниз (рис. 234, а и б). Наконец, оказывается, что полене действует на проводник, когда ток в нем течет параллельно направлению поля (рис. 234, в). Выполняя разнообразные опыты такого рода, можно сделать следующий общий вывод.
Направление силы F, с которой магнитное поле действует на прямолинейный проводник с током I, всегда перпендикулярно к проводнику и к направлению магнитной индукции В. На проводники, расположенные вдоль направления линий магнитного поля, поле не действует. далее