• За напрям магнітного поля беруть напрям від південного полюса (S) до північного полюса (N) магнітної стрілки, що знаходиться у цьому полі

Напрям магнітних ліній

Магнітне поле Землі

Схема магнітного поля Землі, що демонструє різницю між магнітними та географічними полюсами Землі

Магнітне поле Землі - силове поле, виникнення якого зумовлене джерелами, що знаходяться в земній кулі та навколоземному просторі (магнітосфері та іоносфері)

На магнітне поле Землі впливає діяльність Сонця

Дія магнітного поля на провідник із струмом

• Не перетинаються
• Замкнені
• Магнітні поля – вихрові
• Магнітних зарядів не існує

​

Напрям магнітних ліній

Лінії магнітного поля

Напрям ліній магнітного поля визначається за правилом свердлика

Соленоїд – це циліндричної форми котушка з провідником, який щільно намотано в одному напрямку. Довжина котушки є значно більшою від радіусу її перерізу

Магнітне поле соленоїда

Правило свердлика

Магнітне поле прямого провідника зі струмом. Взаємодія провідників із струмом

Правило лівої руки

​

​

де α - кут між напрямком сили струму і вектором магнітної індукції

Магнітне поле діє на провідник зі струмом з певною силою

Правило лівої руки (детальніше)

Дослід Ерстеда

15 лютого 1820 року данський професор фізики Ганс Христіан Ерстед демонстрував на лекції нескладний дослід з електрики. Під час демонстрації він виявив, що електричний струм, що проходить по провіднику, діє на магнітну стрілку компаса, яка знаходиться під нею.

Ганс Христіан Ерстед

(1777 – 1851)

Історія

Досліди Фарадея

Майкл Фарадей

(1791 – 1867)‏

Переконаність у єдності сил природи — основна риса світогляду Фарадея.

​

17 жовтня 1831 р. англійський фізик Майкл Фарадей виконав поставлене перед собою завдання — «перетворити магнетизм в електрику».

Історія

​

Закон електромагнітної індукції (закон Фарадея):

​

ЕРС індукції дорівнює за модулем швидкості зміни магнітного потоку через площу контуру замкнутого провідника:

​

∆Ф

Е = | ― |

і ∆t

1)‏

2)‏

Е.Х. Ленц

(1804 – 1865)‏

В 1833 році російський фізик Е. Х. Ленц сформулював правило для визначення напрямку індукційного струму.

Індукційний струм у замкнутому контурі завжди має такий напрям, що створений магнітний потік через контур прагне компенсувати зміну магнітного потоку, яка викликала даний струм.

Правило Ленца

Правило Ленца математично зводиться до того, що у формулі, яка відображає закон електромагнітної індукції, ставиться знак «-»:

​

​

​

∆Ф

Е = - ―

і ∆t

Історія

Досліди Генрі

Джозеф Генрі

(1797 – 1878)‏

Джозеф Генрі незалежно від

Фарадея у 1829 році відкрив явище електромагнітної індукції , тобто виникнення ЕРС у провідному контурі при зміні в ньому сили струму.

Проте, зміг він опублікувати свої результати лише у 1832 році, тобто вже після Фарадея.

Історія

​

​

С А М О І Н Д У К Ц І Я

​

1. При замиканні кола

2. При відключенні від джерела струму

​

Виникнення ЕРС у провідному контурі при зміні в ньому сили струму

Рівняння Максвелла

Симетрична роль електричного та магнітного полів

∆Е

В ~ ―

∆t

​

Змінюване магнітне поле завжди супроводжується електричним полем

(гіпотеза Максвелла)

​

∆В

Е ~ ―

∆t

​

Зміна електричного поля завжди супроводжується магнітним полем

(закон Фарадея)

Джеймс Клерк Максвелл

(1831- 1879)

Змінне магнітне

Змінне електричне

вихрове

Історія

Електромагнітна хвиля �

• Швидкість електромагнітної

хвилі у вакуумі с = 300 000 км/с

​

• Світло – це електромагнітна хвиля!

Процес поширення електромагнітної взаємодії у просторі

“Не можна вивчати цю дивовижну теорію, не зазнаючи час від часу такого почуття, ніби математичні формули живуть власним життям, володіють власним розумом – здається, що ці формули розумніші за нас, розумніші навіть за самого автора, ніби вони дають нам більше, ніж в свій час було в них закладено” (Генріх Герц)

Історія

Кільця, що стрибають

• Обладнання:

електромагніт з осердям, з`єднувальні провідники, джерело живлення (батарейки); вимикач; пластикові кільця, які відрізняються обгорткою з фольги: в одного кільця обгортка замкнена, в іншого – незамкнена.

• Спостереження: замкнене кільце підстрибує в момент вмикання струму; кільця з розімкнутою фольгою не підстрибують.
• Обговорення
• Чому кільця підстрибують?
• Для чого тут електромагніт? Адже відомо (це легко перевірити), що магніт не притягує фольгу.
• Кільця підстрибують, а це значить, що вони відштовхуються від електромагніта. Чому?

Досліди та дослідження

Дослідження: якщо кільце підстрибує в момент вмикання (тобто, коли його пронизує змінне магнітне поле), то як воно буде себе поводити, якщо електромагніт підключити до джерела змінної напруги?

Левітація кілець

• Обладнання: електромагніт з осердям, з`єднувальні провідники, джерело змінної низької напруги; вимикач; пластикові кільця, які відрізняються обгорткою з фольги: в одного кільця обгортка замкнена, в іншого – незамкнена.

​

• Спостереження: у момент вмикання струму кільця із замкненою обгорткою з фольги підстрибують і зависають у повітрі.

​

• Обговорення:
• Чому кільця зависають, адже у проміжки часу, коли магнітний потік зменшується, кільце повинно притягуватися до електромагніту?

​

Досліди та дослідження

Дослідження:

​

• якщо взяти ще одне кільце, утримуючи його рукою, насадити його на теж осердя вище першого кільця, поступово наближаючи це кільце до “завислого”?

​

• якщо збільшити кількість кілець?

​

Кільце, що нагрівається

​

• Спостереження: при утримуванні замкненого кільця на електромагніт через мить кільце нагрівається і навіть починає деформуватися ві нагрівання; монети, ложки та інші металеві предмети також нагріваються.

​

• Обговорення
• Чому відбувається нагрівання?
• Чому інколи нагрівання не спостерігається?
• Чи будуть кільце або монетка нагріватися, якщо їх покласти на осердя трансформатора?

Досліди та дослідження

Обладнання: електромагніт з осердям, з`єднувальні провідники, джерела живлення; вимикач; пластикові кільця, які відрізняються обгорткою з фольги: в одного кільця обгортка замкнена, в іншого – незамкнена.

Дослідження:

​

• чи нагріватимуться скріпки, покладені поодинці на торець осердя електромагніту?
• чи нагріватиметься підсолена вода у склянці, якщо її поставити на торець осердя електромагніту зі змінним струмом? а якщо у склянку налити дистильовану воду? а олію?

​

​

• Чутливі
• Рівномірна шкала
• Постійний струм

• Змінний та постійний струм

• Перетворення електромагнітних коливань в звукові

1 – котушка; 2 – мембрана;

3 – дифузор; 4 – постійний магніт