В дальнейшем магнитное поле изучалось очень многими учеными. И в первую очередь, конечно, это Андре-Мари Ампер – французский ученый, который очень много сделал в исследовании магнитного поля.
Первое свойство магнитногополя, о котором говорит Ампер, – это то, что магнитное поле появляется тогда, когда есть движущийся заряд, то есть если заряд движется, то вокруг него образуется магнитное поле. Если есть электрический ток (направленное движение электрических зарядов), значит, и вокруг электрического тока тоже есть магнитное поле.
Второе свойство, которое установил Ампер, связано с тем, как действует магнитное поле. Магнитное поле действует на другой электрический ток, то есть если в магнитное поле попадает проводник с током, то этот проводник испытывает на себе действие. Он в магнитном поле начинает как-то иначе себя вести. Проще говоря, начинает двигаться. Магнитное поле действует на магнитную стрелку.
И еще немаловажная вещь, что магнитное поле действует на рамку с током. Вот это, пожалуй, самое любопытное замечание, которое удалось выяснить; если мы проводник согнем в виде квадратной рамки или круглой рамки и будем пропускать по ней электрический ток, то рамка в магнитном поле начнет поворачиваться. Это свойство тоже определил Ампер, и в результате мы теперь можем говорить о том, что магнитное поле существует, то есть оно материально и плюс к этому обладает свойствами.
Определение формы магнитного поля
Магнитное поле проявляется именно тогда, когда есть движущиеся заряды. Если заряды покоятся, никакого магнитного поля мы вокруг них наблюдать не будем, в этом случае это электрическое поле.
Наши органы чувств, к сожалению, не могут дать нам возможности ощутить и определить магнитное поле. Но, тем не менее, есть возможность магнитное поле увидеть. Мы можем определить его форму, как и где оно располагается, характеризовать его некоторым образом. Для того чтобы увидеть эти электромагнитные явления, используют, как правило, железные опилки.
Дело в том, что в магнитном поле железные опилки намагничиваются и приобретают свойство магнитных стрелок. И оказалось, что если эти магнитные стрелки, очень-очень маленькие, расположить вокруг магнитов или электрического тока, то магнитные стрелки будут себя вести, как положено им в магнитном поле, ориентируясь определенным образом.
Линии магнитного поля
В результате можно сделать очень любопытное действие. Если взять проводник, вокруг него рассыпать металлические опилки, то эти опилки будут располагаться строго по концентрическим окружностям.
Рис. 4. Расположение линий магнитного поля
Давайте посмотрим на рисунок, где и как происходят электромагнитные явления. Вот в центре изображен проводник, который располагается перпендикулярно нашему рисунку. Точка в центре говорит о том, что электрический ток как бы идет на нас из-за этого рисунка. Если мы теперь вокруг этого проводника на плоскости рассыплем железные опилки, то они будут располагаться строго вот по таким окружностям. То есть опилки очень маленькие по размерам и, соответственно, будут располагаться так, как показаны на рисунке магнитные стрелки. Эти магнитные стрелки как: южный полюс – северный, южный полюс – северный, южный полюс – северный.
Обратите внимание: выстраиваясь вдоль этих линий, стрелки и покажут форму магнитного поля. И самое главное – можно по этим расположениям судить о том, какая величина этого магнитного поля может быть.
Линии, вдоль которых выстраиваются магнитные стрелки, называются линиями магнитного поля. Магнитное поле прямого тока.
Магнитные линии
Существование магнитного поля вокруг проводника с электрическим током можно обнаружить различными способами. Один из таких способов заключается в использовании мелких железных опилок.
В магнитном поле опилки — маленькие кусочки железа — намагничиваются и становятся магнитными стрелочками. Ось каждой стрелочки в магнитном поле устанавливается вдоль направления действия сил магнитного поля.
На рисунке изображена картина магнитного поля прямого проводника с током. Для получения такой картины прямой проводник пропускают сквозь лист картона. На картон насыпают тонкий слой железных опилок, включают ток и опилки слегка встряхивают. Под действием магнитного поля тока железные опилки рас полагаются вокруг проводника не беспорядочно, а по концентрическим окружностям.
Рис. Картина магнитного поля проводника с током