1.3. Магнітне поле струму. Правило свердлика

1. Магнітне поле провідника зі струмом

Проведемо дослід

Крізь отвір у горизонтально розміщеному картоні пропустимо вертикальний провідник зі струмом. Притрусимо картон залізними ошурками й замкнемо коло. У результаті досліду ми побачимо, що ошурки розмістилися навколо провідника концентричними колами. Таким чином ошурки відтворять картину ліній індукції магнітного поля прямого провідника зі струмом.

Проблемне питання

• Як визначити напрямок магнітних ліній?

Проведемо дослід

Розташуємо поряд із провідником декілька магнітних стрілок і пустимо в провіднику струм – стрілки розташуються перпендикулярно до провідника та зорієнтуються (рис. а). Північний полюс кожної стрілки вкаже напрямок вектора індукції магнітного поля в даній точці, а отже, і напрямок магнітних ліній цього поля.

Зі зміною напрямку струму в провіднику зміниться й орієнтація магнітних стрілок (рис. б). Це означає, що напрямок магнітних ліній залежить від напрямку струму в провіднику.

Зрозуміло, що визначати напрямок ліній магнітної індукції за допомогою магнітної стрілки не завжди зручно, тому використовують правило свердлика або правило правої руки.

Правило свердлика:

Якщо вкручувати свердлик за напрямком струму в провіднику, то напрямок обертання ручки свердлика вкаже напрямок ліній магнітного поля струму.

Правило правої руки:

Якщо спрямувати великий палець правої руки за напрямком струму в провіднику, то чотири зігнуті пальці вкажуть напрямок ліній магнітного поля струму.

Проблемні питання

• Як напрямлені лінії індукції магнітних полів?

а) Струм іде до нас.

б) Струм іде від нас.

• За напрямком ліній індукції магнітного поля встановіть напрямок струму в провіднику АВ.

Модуль індукції магнітного поля залежить:

- Зі збільшенням відстані від провідника індукція створеного ним магнітного поля значно зменшується.

- Зі збільшенням сили струму в провіднику індукція створеного ним магнітного поля збільшується.

Проблемне питання

• Чому зі збільшенням відстані від провідника щільність розташування ліній магнітної індукції зменшується?

• Чи однаковими є модулі векторів  і  ?

2. Магнітне поле котушки зі струмом

Проведемо дослід

Змотаємо ізольований дріт у котушку й пустимо в ньому струм. Якщо тепер навколо котушки розмістити магнітні стрілки, то до одного торця котушки стрілки повернуться північним полюсом, а до другого – південним.

Навколо котушки зі струмом існує магнітне поле.

Котушка зі струмом має два полюси – південний і північний.

Правило правої руки (для котушки):

Якщо чотири зігнуті пальці правої руки спрямувати за напрямком струму в котушці, то відігнутий на 90° великий палець укаже напрямок на північний полюс котушки.

Зі зміною напрямку струму в котушці її полюси зміняться.

Проблемне питання

• Як розташовані магнітні полюси соленоїда, підключеного до джерела струму?

Лінії індукції магнітного поля штабового магніту (а) і котушки зі струмом (б):