Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Р-32;1

Слово «замкнуто» в данном случае надо понимать так: если двигать пробную магнитную стрелку в ту сторону, куда ее поворачивает магнитное поле, то мы придем в ту же точку, из которой вышли. Этому факту не нужно искать объяснения — так устроен мир. Замкнутость магнитного поля — это его основное свойство: оно из той же серии, что и существование двух сортов электрического заряда и только одного сорта массы.

Т-49. Возле проволочного витка с током можно выделить две особые области — северный и южный магнитные полюсы. Направление магнитного поля определяется направлением тока, который это поле создал; это направление поля можно узнать по правилу буравчика или по правилу часов (Р-32;2).

Р-32;2

А если расположить рядом два проводника с током, то в любой точке между ними магнитные силы, действующие на пробную магнитную стрелку, будут определяться магнитными полями обоих проводников. Причем в зависимости от направления тока эти два магнитных поля могут либо действовать друг против друга и взаимно уничтожаться (Р-32;4), либо могут действовать согласованно (Р-32;3). При согласованном действии магнитных полей их усилия складываются, они с удвоенной силой действуют на магнитную стрелку, помещенную между проводами.

Р-32;3,4

Есть простой способ складывания магнитных полей, которые создаются разными участками одного и того же проводника: нужно просто свернуть проводник в кольцо (Р-32;5).

Р-32;5

При этом магнитное поле внутри такого кольца станет суммой многих согласованно действующих магнитных полей и усилится во много раз по сравнению с полем ровного, не изогнутого проводника. Наиболее сильное суммарное поле — в районе центра витка. Причем если приближать стрелку компаса к району центра то с одной стороны, то с другой, то поле будет поворачивать эту стрелку в разных направлениях (Р-32;6).

Р-32;6

Если поднести стрелку к центру витка с одной его стороны, то стрелка повернется к витку своим северным полюсом, а если поднести стрелку к центру витка с другой стороны, она повернется к витку южным полюсом. Это различие долго объяснять словами, но оно станет сразу же понятным, если подробно проследить, как складываются магнитные поля отдельных участков кольцевого проводника (Р-32;5). И тот факт, что направление магнитных сил с одной стороны витка отличается от направления магнитных сил с другой стороны витка, заставляет выделить в его магнитном поле две качественно отличающиеся области (примерно так же мы обнаружили некоторые качественные различия у электрических зарядов и выделили два сорта зарядов — «+» и «—») и дать этим областям свои названия: область северного магнетизма — это та, которая притягивает стрелку компаса ее синей стороной, и область южного магнетизма— это та, которая притягивает стрелку ее красной стороной. Кстати, само различие магнитных свойств двух заостренных концов стрелки связано с теми же явлениями, которые наблюдались при складывании магнитных полей кольцевого тока.

Т-50. Разноименные магнитные полюсы (северный и южный) притягиваются, одноименные — отталкиваются. Магнитное поле постоянного магнита создается суммой некоторых кольцевых токов в атомах, молекулах и молекулярных блоках (доменах). При этом поля отдельных микроскопических кольцевых токов складываются так, что у магнита появляются две области с особо сильными магнитными полями. Их и называют полюсами магнита (Р-32;7).

Рожденные бессчетными атомными кольцевыми токами полюсы постоянного магнита имеют те же особенности, что и северная и южная области кольцевого тока — они притягивают к себе магнитную стрелку разными ее концами. Общее правило, не имеющее исключений, отмечает, что разноименные полюсы магнитов (или разноименные области кольцевых токов) притягивается, одноименные — отталкиваются.

Где у какого магнита северный полюс, а где южный, можно легко определить, если поднести к нему другой магнит, полюсы которого известны.

Остается лишь пояснить, как при этом можно дать названия полюсам самого первого магнита, скажем стрелке самого первого компаса. Здесь есть два пути. Вот первый: северным полюсом назвать то острие стрелки (оно окрашено в красный цвет), которое поворачивается к Северному географическому полюсу Земли, а южным полюсом стрелки назвать то ее острие (окрашено в синий цвет), которое смотрит на Южный географический полюс. Мы знаем, что Земля — большой магнит, полюсы которого находятся примерно там же, где и географические полюсы. Причем на месте Северного географического полюса находится южный магнитный полюс этого большого магнита. И этот южный полюс (Северный географический полюс Земли) тянет к себе острие стрелки компаса, которое мы называем северным.