Трактат об электричестве и магнетизме. Том 2.

В частности, если кусок железа, первоначально намагниченный в одном направлении, затем растягивается в другом, то направление намагниченности в нём стремится сблизиться с направлением растяжения. Если его сжимать, то направление намагниченности стремится стать нормальным относительно направления сжатия.

Это объясняет результаты эксперимента Видемана. По вертикальной проволоке пропускался ток сверху вниз. Если во время прохождения тока или после того, как он прекратился, проволоку скрутить в направлении правого винта, нижний: конец становится северным полюсом.

Рис. 11

Здесь ток, текущий вниз, намагничивает каждую часть проволоки в тангенциальном направлении, как это показано на рис. 11 буквами 𝑁𝑆.

Рис. 12

Скручивание проволоки по правому винту приводит к тому, что участок 𝐴𝐵𝐶𝐷 оказывается растянутым по диагонали 𝐴𝐶 и сжатым по диагонали 𝐵𝐷 (см. рис. 12). Поэтому направление намагниченности стремится приблизиться к 𝐴𝐶 и удалиться от 𝐵𝐷, в результате чего нижний конец становится северным полюсом, а верхний - южным.

Влияние намагниченности на размеры магнита

448. В 1842 г. Джоуль обнаружил ¹¹, что железный стержень удлиняется, когда он становится магнитным из-за электрического тока, протекающего в окружающей его катушке. Впоследствии, помещая стержень в стеклянную трубку с водой, он показал ¹², что объём железа при намагничивании не увеличивается, и сделал вывод, что поперечные размеры сокращаются.

¹¹Sturgeon’s Annals of Electricity, vol. VIII, p. 219.

¹²Phil. Mag., XXX, 1847

Наконец, он пропустил электрический ток в прямом направлении вдоль оси железной трубки и в обратном направлении по её наружной части; трубка, таким образом, превратилась в замкнутый магнитный соленоид с намагниченностью,, направленной под прямыми углами к оси трубки. Оказалось, что длина оси трубки в этом случае уменьшилась.

Он нашёл, что железный прут, к которому приложено продольное давление, также удлиняется при намагничивании. Однако, если на прут оказывается значительное продольное растяжение, действие намагничивания состоит в укорочении прута.

Это относится к проволоке диаметром четверть дюйма, растянутой весом более 600 фунтов.

В случае проволоки из твёрдой стали влияние намагничивающей силы сводилось к укорочению проволоки независимо от того, подвергалась она растяжению или сжатию. Изменение длины имело место только в течение времени действия намагничивающей силы и не наблюдалось под влиянием постоянной намагниченности стали.

Джоуль определил, что удлинение железных проволок примерно пропорционально квадрату истинной намагниченности, поэтому первое действие размагничивающего тока состояло в укорачивании проволоки.

С другой стороны, он нашёл, что эффект укорачивания растянутой железной проволоки или стали меняется как произведение намагниченности на намагничивающий ток.

Видеман нашёл, что если по вертикальной проволоке, намагниченной южным полюсом кверху, пропустить сверху вниз электрический ток, то нижний, свободно подвешенный конец проволоки скрутится по часовой стрелке, если смотреть сверху, или, другими словами, проволока окажется скрученной как правый винт, если соотношение между продольным током и намагничивающим током является правовинтовым.

В этом случае результирующая намагниченность, обусловленная как действием тока, так и существовавшей ранее намагниченностью, будет направлена по правому винту вокруг проволоки. Следовательно, скручивание будет указывать на то, что железо при намагничивании расширяется в направлении намагниченности и сжимается в направлении, ей перпендикулярном. Это согласуется с результатами Джоуля.

Дальнейшее развитие теории намагниченности см. в п. 832-845.

ГЛАВА VII

МАГНИТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ

449. Основные магнитные измерения состоят в определении магнитной оси и магнитного момента магнита, а также в определении направления и величины магнитной силы в данном месте.

Так как эти измерения обычно выполняются вблизи земной поверхности, то на магниты всегда действуют сила тяжести и земной магнетизм, а поскольку магниты изготовляются из стали, их магнетизм является частично постоянным и частично индуцированным. Постоянная намагниченность меняется при изменении температуры, при сильной индукции и резких ударах; индуцированная намагниченность меняется при любой вариации внешней магнитной силы.