Магнитное поле. Электромагнит

Научиться понимать, что такое магнитное поле, как его обнаружить и изобразить, а также как устроен электромагнит и от чего зависит его сила.

Магнитные явления окружают нас повсюду: от компаса до МРТ в медицине. Электромагниты используются в подъёмных кранах, звонках, реле, двигателях и даже в поездах на магнитной подушке. Понимание этой темы закладывает основу для изучения электричества и техники.

• Магнитное поле существует вокруг любого проводника с током и вокруг постоянных магнитов.
• Магнитное поле действует на движущиеся заряженные частицы и на другие проводники с током.
• Магнитные линии — это воображаемые линии, вдоль которых располагаются маленькие магнитные стрелки в поле.
• Магнитные линии всегда замкнуты, они не имеют ни начала, ни конца.
• Электромагнит — это катушка с железным сердечником, которая становится магнитом при пропускании тока.
• Сила электромагнита зависит от числа витков, силы тока и наличия сердечника.
• Магнитное действие катушки можно усилить, вставив внутрь железный сердечник.

Магнитное поле

Особый вид материи, который создаётся движущимися электрическими зарядами (током) и постоянными магнитами, и обнаруживается по действию на другие движущиеся заряды или намагниченные тела.

Магнитные линии

Воображаемые линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются оси маленьких магнитных стрелок. Они показывают направление поля.

Однородное магнитное поле

Поле, в котором в каждой точке магнитные линии параллельны и расположены на одинаковом расстоянии друг от друга. Например, поле внутри длинного соленоида.

Неоднородное магнитное поле

Поле, в котором магнитные линии искривлены или расположены с разной густотой. Например, поле вокруг полосового магнита.

Электромагнит

Катушка с железным сердечником внутри, которая создаёт магнитное поле при прохождении по ней электрического тока.

Соленоид

Катушка из провода, намотанного на цилиндрический каркас. При пропускании тока она ведёт себя как магнит.

• Магнитное поле создаётся только движущимися зарядами (током), а не неподвижными.
• Направление магнитных линий определяется правилом буравчика: если буравчик ввинчивать по направлению тока, то рукоятка показывает направление линий.
• Магнитные линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный, внутри магнита они идут от южного к северному, образуя замкнутые петли.
• Сила электромагнита увеличивается при: увеличении числа витков катушки, увеличении силы тока, введении железного сердечника.
• Электромагнит — это единственный магнит, который можно включать и выключать, а также менять его полюса, изменяя направление тока.

1. Пример 1случай

   Если поднести компас к проводу с током, стрелка компаса отклонится

   Пояснение

   • это показывает, что вокруг провода существует магнитное поле
2. Пример 2случай
   • Электромагнитный кран на свалке поднимает груды металлолома: когда ток включён, кран притягивает металл, а когда выключен — отпускает
3. Пример 3случай

   Электрический звонок работает на электромагните

   Пояснение

   • при замыкании цепи сердечник притягивает молоточек, который ударяет по чашке, и цепь размыкается
4. Пример 4случай
   • Внутри катушки с током, если подвесить её на гибких проводах, можно наблюдать, как она поворачивается, как магнитная стрелка, — это демонстрирует магнитное действие тока

• Земля — это огромный магнит, и её магнитное поле защищает нас от солнечного ветра, отклоняя заряженные частицы.
• Самый мощный электромагнит в мире (в ЦЕРНе) создаёт поле в сотни тысяч раз сильнее земного, но работает он при сверхнизких температурах.
• Поезда на магнитной подушке (маглев) парят над рельсами благодаря электромагнитам, что позволяет им развивать скорость до 600 км/ч.

• При работе с электрическими цепями нельзя прикасаться к оголённым проводам, находящимся под напряжением, — это опасно для жизни.
• Не подносите сильные магниты к часам, телефонам, банковским картам — они могут их повредить.
• При проведении опытов с электромагнитом не подавайте на катушку слишком большой ток — она может перегреться и вызвать ожог.

• Электрический ток и его действия
• Постоянные магниты и магнитное поле Земли
• Действие магнитного поля на проводник с током (электродвигатель)
• Электромагнитная индукция (9 класс)