Опыты Эрстеда и магнитное действие тока
⚡ Физика · 8 класс
Связь электричества и магнетизма
Долгое время электрические и магнитные явления считали независимыми. Всё изменилось после опыта Эрстеда в 1820 году. Датский учёный Ханс Эрстед обнаружил, что электрический ток создаёт вокруг себя магнитное поле. Этот опыт стал началом учения об электромагнетизме.
В чём состоял опыт
Эрстед расположил проводник над магнитной стрелкой компаса, параллельно ей. Пока тока не было, стрелка показывала на север. Как только по проводнику пускали ток, стрелка поворачивалась и устанавливалась поперёк проводника. При выключении тока стрелка возвращалась обратно.
Логика наблюдения:
ток в проводнике -> магнитное поле вокруг него -> стрелка компаса поворачивается
Главный вывод опыта Эрстеда: вокруг любого проводника с током существует магнитное поле. Без тока поля нет, со включением тока поле появляется и действует на магнитную стрелку.
Как направлено поле
Магнитные линии поля прямого проводника с током — это окружности, охватывающие проводник. Направление поля зависит от направления тока: если изменить направление тока, стрелка повернётся в другую сторону.
| Состояние | Стрелка компаса | |
|---|---|---|
| Тока нет | показывает на север | |
| Ток включён | поворачивается поперёк проводника | |
| Ток в обратную сторону | поворачивается в другую сторону |
Значение открытия
Опыт Эрстеда показал, что электричество и магнетизм связаны. На этой связи основаны:
- Электромагниты — катушки с током, притягивающие железо.
- Электродвигатели — превращают электрическую энергию в механическую.
- Электроизмерительные приборы — амперметры и вольтметры.
Усиление магнитного действия тока
Поле прямого проводника слабое. Чтобы его усилить, провод сворачивают в катушку из многих витков. Тогда поля отдельных витков складываются, и катушка с током ведёт себя как магнит: у неё появляются северный и южный полюсы. Если внутрь катушки вставить железный сердечник, поле станет ещё сильнее — так получается электромагнит.
| Как усилить поле | Результат |
|---|---|
| Свернуть провод в катушку | поля витков складываются |
| Увеличить число витков | поле сильнее |
| Вставить железный сердечник | поле намного сильнее |
Преимущество электромагнита
Электромагнит удобнее постоянного магнита: его магнитное поле можно включать и выключать, усиливать и ослаблять, меняя ток. На этом основаны подъёмные краны на заводах, электрический звонок и реле. Включил ток — кран притянул железный лом, выключил — отпустил.
Частые ошибки
Не следует думать, что проводник становится магнитом сам по себе. Магнитное поле существует только пока по проводнику течёт ток. Стоит выключить ток — и поле исчезает, стрелка возвращается к северу.
Кратко о главном
- Опыт Эрстеда доказал, что ток создаёт магнитное поле.
- Магнитная стрелка поворачивается при включении тока.
- Направление поля зависит от направления тока.
- Открытие положило начало электромагнетизму и его применениям.