Магниты и токи

Магнитное поле не создается особым магнитным зарядом, как логично было бы предположить. Оно возникает, когда электрические заряды движутся. Значит, закон Кулона для движущихся зарядов не совсем справедлив. Помимо электрического поля они порождают в пространстве то самое магнитное поле, которое знакомо нам по магнитам — намагниченным кускам железа.

Магнитное поле, как и электрическое, описывается особой векторной величиной — магнитной индукцией В. Ее для наглядности также рисуют в виде множества кривых, называемых силовыми линиями магнитного поля.

Электромагнитная индукция
Электромагнитная индукция

Если возьмем карандаш и обмотать вокруг него несколько витков проволоки, то, убрав карандаш, получим катушку. Соединим ее концы в замкнутый контур, подключив к нему источник постоянного напряжения. Вокруг контура появится магнитное поле. Обнаружить его можно, поместив неподалеку другой магнит или замкнутый проводник. 

Если пустить ток через левый проводник, то в правом также возникнет ток, на что указывает движение стрелки измерительного прибора гальванометра (амперметра). То же самое произойдет, если левую катушку с идущим по ней током перемещать относительно правой. В таких случаях говорят, что ток во втором проводнике индуцируется. А сам физический эффект называется электромагнитной индукцией.

Что же получается? Когда заряд неподвижен, вокруг него есть только электрическое поле и ничего больше. Стоит заряду прийти в движение — в любой точке пространства, помимо электрического поля, возникает еще и магнитное. Значит, электрическое поле порождает поле магнитное. Но не само по себе, а через движущиеся под действием электричества заряды, то есть ток. В данном случае ток постоянный. В итоге в каждой точке пространства вокруг катушки (как и вообще вокруг любого проводника с постоянным током) будут существовать одновременно и электрическое, и магнитное поля. При этом оба поля не меняются со временем (ведь ток постоянный). Изменяться они будут лишь с удалением от своего источника, то есть катушки.

Электромагнитное поле, в каждой точке которого электрическое и магнитное поля постоянны, называется статическим.

Ток в проводнике может быть создан не только электрическим, но и магнитным полем. Соединим концы нашей катушки в замкнутый контур без источника тока. Быстро поднесем к ней магнит, а затем так же быстро удалим. В катушке на короткое время появится ток, который можно обнаружить, если использовать соответствующий прибор.

Раз возник ток, значит, на заряды в проводнике действовала сила, то есть электрическое поле. Следовательно, меняющееся магнитное поле создало поле электрическое. Таким образом, мы имеем физический факт: изменение одного из этих двух полей вызывает появление другого. Это явление индукции, открытое Майклом Фарадеем.


Поделиться ссылкой