Глава 8. Электромагнитные явления

§ 63. Действие магнитного поля на проводник с током

Что характеризует магнитная индукция?

1. Вы уже знаете, что магнитные поля, созданные постоянными магнитами или токами, действуют на помещённые в поле магнитные стрелки (или железные опилки). Но магнитные свойства постоянных магнитов, в соответствии с гипотезой Ампера, в свою очередь, обусловлены токами, циркулирующими в частицах, из которых состоит вещество этих магнитов. Таким образом, можно предположить, что в основе всех магнитных взаимодействий лежит действие магнитного поля на электрический ток.

Рассмотрим более подробно действие магнитного поля на проводник с током и попытаемся подтвердить или опровергнуть высказанное предположение.

2. Соберём установку, состоящую из источника тока, ключа, реостата и проводника, как показано на рисунке 232. Проводник подвесим на тонких проводах и поместим в магнитное поле, созданное подковообразным магнитом. При отсутствии тока в проводнике провода будут расположены вертикально. При замыкании цепи проводник отклонится от первоначального положения влево. Если же поменять направление тока в цепи, то проводник отклонится в противоположную сторону.

Рис. 232

Следовательно, магнитное поле действует на проводник с током с некоторой силой.

3. Выясним, от чего зависит сила, действующая на проводник с током в магнитном поле.

Увеличивая с помощью реостата силу тока в цепи (см. рис. 232), можно заметить увеличение силы, действующей со стороны магнитного поля на проводник. Это будет проявляться в большем отклонении проводника от первоначального положения. Многочисленные эксперименты учёных показали, что сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, прямо пропорциональна силе тока в цепи:

F ~ I.

Если теперь подковообразный магнит заменить на более мощный, то сила, действующая на проводник с током, также увеличится. Более строгие и точные эксперименты показали, что сила, действующая на проводник с током, прямо пропорциональна магнитной индукции поля:

F ~ В.

Магнитное поле действует только на ту часть проводника, которая расположена в магнитном поле. Если в несколько раз увеличить длину участка проводника, находящегося в магнитном поле, то во столько же раз увеличится и сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник. Следовательно, чем больше длина l проводника с током, тем больше сила, действующая на него:

F ~ l.

Продолжение >>>