7 - 1
§11. Магнітне поле струму. Правило свердлика (82-86), §12. Сила Ампера (87-91)
Невидимі спіралі Ампера та чоловічок, який «пливе» зі струмом
Магнітне поле прямого провідника зі струмом має незвичну форму — воно складається не з прямих силових ліній, а з концентричних кілець, які охоплюють провідник перпендикулярно до нього. Щоб легко визначати напрямок цих ліній (або напрямок північного полюса стрілки компаса), французький фізик Андре-Марі Ампер запропонував образне правило: якщо уявити себе маленьким плавцем, який пливе разом із електричним струмом (від позитивного полюса до негативного) і дивиться на магнітну стрілку, то її північний полюс завжди відхилятиметься в його лівий бік. Сьогодні школярам набагато простіше користуватися еквівалентним «правилом свердлика» (або правої руки), яке перетворює це складне просторове уявлення на протікання обертальних рухів.
Домашній міні-експеримент: «Кільця навколо струму»
Мета: Наочно виявити концентричну форму магнітного поля навколо провідника зі струмом за допомогою міні-компасів.
Обладнання: Батарейка на 1,5 В або 4,5 В, шматочок жорсткого прямого дроту довжиною близько 15см, шматочок щільного картону (або пластику), 3–4 маленькі компаси (або один мобільний телефон із додатком-компасом, який по черзі переміщують).
Хід роботи:
Пропустіть вертикально дріт крізь невеликий отвір у центрі картонного аркуша, закріпивши картон горизонтально.
Розставте кілька маленьких компасів колом навколо провідника на картоні.
Короткочасно замкніть кінці дроту на батарейку (не довше ніж на кілька секунд).
Що відбувається: Усі стрілки компасів узгоджено повернуться вздовж кола, утворюючи замкнуті силові лінії навколо дроту. Якщо змінити полярність підключення джерела (пустити струм у зворотному напрямку), стрілки синхронно розгорнуться на 180 градусів, підтверджуючи зміну напрямку магнітного поля відповідно до правила свердлика.