§ 44. Направление тока и направление линий его магнитного поля -. Направление тока в проводникеКак направлен ток в проводнике?· За направление тока принимают направление упорядоченного движения (+) заряженных частиц. · Направление тока совпадает с направлением напряжённости электрического поля, вызывающего этот ток.
Направление тока в металлическом проводнике противоположно направлению движения электронов. Сила тока ( Величина, численно равная отношению заряда, переносимого через поперечное сечение проводника за интервал времени, к этому интервалу времени называется силой тока.
Единицы измерения силы тока в СИ: ампер
От чего зависит сила тока?
Электрическое сопротивление ( мера противодействия проводника установившемуся в нём электрическому току. Электрическое сопротивление проводника– величина, характеризующая его свойство оказывать электрическому току противодействие, обусловленное внутренним строением проводника и хаотическим движением с.н.з. в нём, численно равная отношению напряжения на проводнике к силе тока в нём.
Единицы измерения сопротивления в СИ: ом
Похожие статьи:poznayka.org § 44. Направление тока и направление линий его магнитного поля -Вопросы.1. Как на опыте можно показать связь между направлением тока в проводнике и направлением линии его магнитного поля?Если поменять направление тока в проводнике на противоположное все магнитные стрелки, расположенные в магнитном поле, созданном этим проводником, тоже повернутся на 180°.2. Сформулируйте правило буравчика.Если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля, созданного этим током.3. Что можно определить, используя правило буравчика?Используя правило буравчика можно определить направление линий магнитного поля, зная направление тока или наоборот.4. Сформулируйте правило правой руки для соленоида.Если представить, что правая рука это соляноид, и расположить её так, чтобы ток выходил из кончиков пальцев, то большой палец укажет направление линий магнитной индукции.5. Что можно определить с помощью правила правой руки?
По правилу правой руки получаем, что у изображенного на рисунке 101 электромагнита слева южный полюс S, а справа северный N. Чтобы изменить положение полюсов на противоположное нужно сделать так, чтобы ток шел в обратном направлении. 4. Определите направление тока в катушке и полюсы у источника тока (рис. 102), если при прохождении тока в катушке возникают указанные на рисунке магнитные полюсы.
В катушке ток идет справа налево, от плюса к минусу. 5. Направление тока в витках обмотки подковообразного электромагнита показано стрелками (рис. 103). Определите полюсы электромагнита..jpg) Если подковообразный магнит расположен разрезом к нам, то слева будет S, справа N, если разрезом от нас, то наоборот. 6. Параллельные провода, по которым текут токи одного направления, притягиваются, а параллельные пучки электронов, движущихся в одном направлении, отталкиваются. В каком из этих случаев взаимодействие обусловлено электрическими силами, а в каком — магнитными? Почему вы так считаете?Так как заряды одного знака всегда отталкиваются, то отталкивание пучков электронов обусловлено электрическими (кулоновскими) силами, а притяжение проводников обусловлено магнитными силами. fizikadz.ru ЭлектромагнетизмЭлектрический ток, протекающий по проводнику, создает вокруг этого проводника магнитное поле (рис. 7.1). Направление возникающего магнитного поля определяется направлением тока.Способ обозначения направления электрического тока в проводнике показан на рис. 7.2: точку на рис. 7.2(а) можно воспринимать как острие стрелки, указывающей направление тока к наблюдателю, а крестик – как хвост стрелки, указывающей направление тока от наблюдателя.Магнитное поле, возникающее вокруг проводника с током, показано на рис. 7.3. Направление этого поля легко определяется с помощью правила правого винта (или правила буравчика): если острие буравчика совместить с направлением тока, то при его завинчивании направление вращения рукоятки будет совпадать с направлением магнитного поля.
Рис. 7.1. Магнитное поле вокруг проводника с током.
Рис. 7.2. Обозначение направления тока (а) к наблюдателю и (б) от на-блюдателя.
Рис. 7.3. Направление магнитного поля вокруг проводника с током.
Поле, создаваемое двумя параллельными проводниками 1. Направления токов в проводниках совпадают. На рис. 7.4(а) изображены два параллельных проводника, расположенные на некотором расстоянии друг от друга, причем магнитное поле каждого проводника изображено отдельно. В промежутке между проводниками создаваемые ими магнитные поля противоположны по направлению и компенсируют друг друга. Результирующее магнитное поле показано на рис. 7.4(б). Если из-менить направление обоих токов на обратное, то изменится на обратное и направление результирующего магнитного поля (рис. 7.4(б)).
Рис. 7.4. Два проводника с одинаковыми направлениями токов (а) и их результирующее магнитное поле (6, в). 2. Направления токов в проводниках противоположны. На рис. 7.5(а) показаны магнитные поля для каждого проводника по отдельности. В этом случае в промежутке между проводниками их поля суммируются и здесь результирующее поле (рис. 7.5(б)) максимально.
Рис. 7.5. Два проводника с противоположными направлениями токов (а) и их результирующее магнитное поле (б).
Рис. 7.6. Магнитное поле соленоида.
Магнитное поле соленоида Соленоид – это цилиндрическая катушка, состоящая из большого числа витков проволоки (рис. 7.6). Когда по виткам соленоида протекает ток, соленоид ведет себя как полосовой магнит с северным и южным полюсами. Создаваемое им магнитное поло ничем не отличается от ноля постоянного магнита. Магнитное поле внутри соленоида можно усилить, намотав катушку на магнитный сердечник из стали, железа или друго¬го магнитного материала. Напряженность (величина) магнитного поля соленоида зависит также от силы пропускаемого электрического тока и числа витков.
Электромагнит Соленоид можно использовать в качестве электромагнита, при этом сердечник делается из магнитомягкого материала, например ковкого железа. Соленоид ведет себя как магнит только в том случае, когда через катушку протекает электрический ток. Электромагниты применяются в электрических звонках и реле.
Проводник в магнитном поле На рис. 7.7 изображен проводник с током, помещенный в магнитное поле. Видно, что магнитное поле этого проводника складывается с магнитным полем постоянного магнита в зоне выше проводника и вычитается в зоне ниже проводника. Таким образом, более сильное магнитное поле находится выше проводника, а более слабое — ниже (рис. 7.8).Если изменить направление тока в проводнике на обратное, то форма магнитного поля останется прежней, но его величина будет больше под проводником.
Магнитное поле, ток и движение Если проводник с током поместить в магнитное поле, то на него будет действовать сила, которая пытается передвинуть проводник из области более сильного поля в область более слабого, как показано на рис. 7.8. Направление этой силы зависит от направления тока, а также от направления магнитного ноля.
Рис. 7.7. Проводник с током в магнитном поле.
Рис. 7.8. Результирующее поле
Величина силы, действующей на проводник с током, определяется как величиной магнитного поля, так и силой гика, протекающего через этот проводник.Движение проводника, помещенного в магнитное поле, при пропускании через него тока называется принципом двигателя. На этом принципе основана работа электродвигателей, магнитоэлектрических измерительных приборов с подвижной катушкой и других устройств. Если провод ник перемещать в магнитном поле, в нем генерируется ток. Это явление называется принципом генератора. На этом принципе основана работа генераторов постоянного и переменного тока. Индуцированная ЭДС До сих пор рассматривалось магнитное поле, связанное только с постоянным электрическим током. В этом случае направление магнитного поля неизменно и определяется направлением постоянного дока. При протекании переменного тока создается переменное магнитное поле. Если отдельную катушку поместить в это переменное поле, то в ней будет индуцироваться (наводиться) ЭДС (напряжение). Или если две отдельные катушки расположить в непосредственной близости друг к другу, как показано на рис. 7.9. и приложить переменное напряжение к одной обмотке (W1), то между выводами второй обмотки (W2) будет возникать новое переменное напряжение (индуцированная ЭДС). Это принцип работы трансформатора.
Рис. 7.9. Индуцированная ЭДС. В этом видео рассказывается о понятии магнетизма и электромагнетизма:
Добавить комментарийradiolubitel.net ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК. НАПРАВЛЕНИЕ И СИЛА ТОКАВ некоторых веществах часть электронов очень слабо связана с положительными зарядами, находящимися в ядрах атома. Эти так называемые полусвободные электроны могут передвигаться из одного атома в другой и в межатомном пространстве. Вещества, обладающие свободными и полусвободными электронами, называются проводниками электрического тока. К таким веществам, прежде всего, относятся металлы, уголь, растворы солей, кислот и щелочей. Другие вещества, в которых мало свободных и полусвободных электронов, называются непроводниками, изоляторами, или диэлектриками. Диэлектриками являются воздух и другие газы, стекло, фарфор, резина, сухое дерево и многие другие вещества. В обычном состоянии свободные электроны в проводниках беспорядочно (хаотически) передвигаются внутри вещества в различных направлениях и с различными скоростями. Они беспрерывно сталкиваются с атомами вещества, выбивают из них новые электроны, сами занимая их место, и т. д. Возьмем две металлические пластины (рис. 4). Зарядим одну из них положительно (т. е. создадим в ней недостаток электронов), а другую отрицательно (т. е. создадим избыток электронов). Потенциал первой пластины будет положительным, а потенциал второй пластины отрицательным, т. е. между пластинами возникает разность потенциалов. Если соединить эти пластины между собой проводником (металлической проволокой), то свободные электроны, в избытке находящиеся на правой пластине, под действием сил электрического поля пластин устремятся по соединительному проводнику к левой пластине. Электроны всегда движутся от того места, где они находятся в избытке, т. е. от минуса, туда где имеется их недостаток, т. е. к плюсу. Таким образом, появится упорядоченное передвижение свободных электронов в проводнике, которое называется электрическим током. Электрически разноименно заряженные пластины в данном случае являются источником тока и вместе с соединительным проводом составляют замкнутую электрическую цепь. В приведенном выше примере движение электронов (т. е. электрический ток) в проводнике, соединяющем две заряженные металлические пластины, не может быть продолжительным. Число электронов на положительной пластине будет возрастать, а на отрицательной убывать. Через некоторое время избыток электронов на правой пластине компенсирует их недостаток на левой пластине и пластины приобретут одинаковый потенциал. В этот момент ток в проводнике прекратится; Таким образом, необходимым условием для протекания электрического тока по проводнику является наличие разности потенциалов (напряжения) между его концами. Для создания разности потенциалов, поддерживающей в замкнутой цепи продолжительный по времени электрический ток, служат приборы, называемые источниками электрического тока. Разность потенциалов разомкнутого источника тока (в данном случае пластин, не соединенных между собой проводником) носит название электродвижущей силы (сокращенно э.д.с.).
Электродвижущая сила, так же как и напряжение, в зависимости от ее величины измеряется в вольтах, киловольтах, милливольтах и микровольтах. Свободные электроны в проводнике движутся от низкого потенциала в направлении более высокого (т. е. от минуса к плюсу). Такое направление движения электронов называется истинным или действительным. Однако в электротехнике принято считать, что ток идет от плюса к минусу. Такое направление тока было установлено совершенно произвольно еще до открытия элементарных частиц — электронов. Это условное направление тока принято называть техническим. Следует запомнить, что направление тока принято считать противоположно направленным действительному движению электронов в проводнике (см. рис, 4). Электрический ток, который все время проходит в цепи в одном направлении и имеет неизменную (постоянную) величину, называется постоянным током. Количество направленно движущихся электронов и их средняя скорость перемещения определяют количество электричества, которое проходит за единицу времени через сечение проводника, т. е. силу тока. Следовательно, силой электрического тока в проводнике называется количество электричества, проходящего через поперечное сечение проводника в течение одной секунды. Для измерения силы тока принята единица, называемая ампером (сокращенно а). Одному амперу соответствует прохождение через поперечное сечение проводника 6,3 • 1018 электронов в секунду. Ток силой в один ампер, проходя через раствор азотнокислого серебра, выделяет из него каждую секунду 1,118 мг серебра. "Иногда ток выражают более мелкими величинами—тысячными долями ампера (миллиамперами) и миллионными долями ампера (микроамперами). Миллиампер обозначается буквами ма, а микроампер — буквами мка. 1 а=1000 ма—1000000 мка. Следует отметить, что скорость перемещения электронов в проводнике весьма мала и измеряется долями сантиметра или миллиметра в секунду. Это объясняется тем, что электроны беспрерывно сталкиваются с частицами проводника. Однако скорость распространения тока в проводе очень велика и достигает скорости света, т. е. 300 000 км/сек. Если на одном конце провода возникает ток, то он почти мгновенно распространяется по всему проводнику, так как все электроны проводника одновременно приходят в движение. nauchebe.net Направление тока и линий его магнитного поля. Правило буравчикаИсследования Ампера… принадлежат к числу самых блестящих работ, которые проведены когда-либо в науке. Джеймса Клерка Максвелла Магнитное поле — это силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды. Для наглядного представления магнитного поля пользуются магнитными линиями Магнитные линии — это воображаемые линии, вдоль которых расположились бы маленькие магнитные стрелки, помещенные в магнитное поле. Замкнутость линий магнитного поля представляет собой фундаментальное свойство магнитного поля. Оно свидетельствует о том, что магнитных зарядов, подобных электрическим, в природе нет. За направление магнитной линии в какой-либо ее точке условно принимают направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки, помещенной в эту точку. Теперь разберём, от чего зависит направление линий магнитного поля тока более подробно. Известно, что для получения спектра магнитного поля прямого проводника с током, его можно пропустить через лист картона, а на картон насыпать железные опилки. Под действием магнитного поля железные опилки располагаются по концентрическим окружностям. Поместим вдоль линий магнитного поля магнитные стрелки. На рисунке показано расположение магнитных стрелок вокруг проводника с током, перпендикулярного плоскости чертежа. Если изменить направление тока в проводнике, то можно увидеть, что изменение направления тока приводит к повороту всех магнитных стрелок на 1800. Причем оси стрелок располагаются по касательной к магнитным линиям. Т.о. можно сделать вывод, что направление линий магнитного поля будет зависеть от направления тока в проводнике. Эта связь может быть выражена простым правилом, которое называют правилом буравчика (или правилом правого винта). Правило буравчика заключается в следующем: если поворачивать головку винта так, чтобы поступательное движение острия винта происходило вдоль тока в проводнике, то направление вращения головки указывает направление линий магнитного поля тока. С помощью правила буравчика по направлению тока можно определить направление линий магнитного поля, создаваемого этим током, а по направлению линий магнитного поля — направление тока, создающего это поле. Для определения направления линий магнитного поля соленоида удобнее пользоваться другим правилом, которое иногда называют правилом правой руки. Соленоид — это катушка цилиндрической формы из проволоки, витки которой намотаны вплотную друг к другу в одном направлении, а длина катушки значительно больше радиуса витка. Магнитное поле соленоида можно представить как результат сложения полей, создаваемых несколькими круговыми токами, имеющими общую ось. На рисунке видно, что внутри соленоида линии магнитного поля каждого отдельного витка имеют одинаковое направление, тогда как между соседними витками они имеют противоположное направление. Поэтому, при достаточно плотной намотке соленоида, противоположно направленные участки линий магнитного поля соседних витков взаимно уничтожаться, а одинаково направленные участки сольются в общую линию. Изучение этого поля с помощью железных опилок показало, что внутри соленоида магнитные линии поля представляют собой прямые, параллельные оси соленоида, которые расходятся на его концах и замыкаются вне соленоида. Зная направление тока в витке, полюсы соленоида можно определить с помощью правила правой руки: если обхватить соленоид, ладонью правой руки, направив четыре пальца по направлению тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида. Правило правой руки можно применять и для определения направления линий магнитного поля в центре одиночного витка с током. Из курса физики 8 класса известно, что на всякий проводник с током, помещенный в магнитное поле и не совпадающий с его магнитными линиями, это поле действует с некоторой силой. Наличие такой силы можно показать с помощью установки. Проволочная трехсторонняя рамка ABCD подвешена на крюках так, что может свободно отклоняться от вертикали. Сторона ВС находится в области наиболее сильного поля дугообразного магнита, располагаясь между его полюсами. Рамка присоединена к источнику тока последовательно с реостатом и ключом. При замыкании ключа в цепи возникает электрический ток, и сторона ВС втягивается в пространство между полюсами. Если убрать магнит, то при замыкании цепи проводник ВС двигаться не будет. Значит, со стороны магнитного поля на проводник с током действует некоторая сила, отклоняющая его от первоначального положения. Таким образом, магнитное поле создается электрическим током и обнаруживается по его действию на электрический ток. Если изменить направление тока в цепи, поменяв местами провода в гнездах изолирующего штатива, то, при этом, изменится и направление движения проводника, а значит, и направление действующей на него силы. Направление силы изменится и в том случае, если, не меняя направления тока, поменять местами полюсы магнита (т. е. изменить направление линий магнитного поля). Следовательно, направление тока в проводнике, направление линий магнитного поля и направление силы, действующей на проводник, связаны между собой. Направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, можно определить, пользуясь правилом левой руки, которое заключается в следующем: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре вытянутых пальца были направлены по току, то отставленный на 90° большой палец покажет направление действующей на проводник силы. Пользуясь правилом левой руки, следует помнить, что за направление тока во внешней части электрической цепи (т. е. вне источника тока) принимается направление от положительного полюса источника тока к отрицательному. Другими словами, четыре пальца левой руки должны быть направлены против движения электронов в электрической цепи. С помощью правила левой руки можно определить направление силы, с которой магнитное поле действует на отдельно взятую движущуюся в нем частицу, как положительно, так и отрицательно заряженную. Для наиболее простого случая, когда частица движется в плоскости, перпендикулярной магнитным линиям, это правило формулируется следующим образом: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по движению положительно заряженной частицы (или против движения отрицательно заряженной), то отставленный на 90° большой палец покажет направление действующей на частицу силы. Следует отметить, что сила действия магнитного поля на проводник с током или движущуюся заряженную частицу равна нулю, если направление тока в проводнике или скорость частицы совпадают с линией магнитной индукции или параллельны ей. Основные выводы: – Направление линий магнитного поля будет зависеть от направления тока в проводнике. – Эта связь может быть выражена с помощью правила буравчика (или правила правого винта): если поворачивать головку винта так, чтобы поступательное движение острия винта происходило вдоль тока в проводнике, то направление вращения головки указывает направление линий магнитного поля тока. – Для определения направления линий магнитного поля соленоида удобнее пользоваться правилом правой руки: если обхватить соленоид ладонью правой руки, направив четыре пальца по направлению тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида. – Магнитное поле действует с некоторой силой на любой проводник с током, находящийся в этом поле. Направление этой силы можно определить с помощью правила левой руки: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре вытянутых пальца были направлены по току, то отставленный на 90° большой палец покажет направление действующей на проводник силы. videouroki.net Направление тока и направление линий его магнитного поля
Вы знаете правило правого винта? Если вы когда-нибудь закручивали винт или шуруп, то вы наверняка знаете, в какую сторону он закручивается, а в какую выкручивается. Люди унифицировали направление закручивая винтов и шурупов. Это значит, что все шурупы и винты во всем мире закручиваются в одну сторону. То есть, если вы купите некий прибор в другой стране, то в случае его ремонта или сборки вам не потребуются винты с нарезкой в иную сторону, такие, каких не купишь в вашей стране. Нарезка всех винтов в мире совпадает. Это правило нарушают лишь в некоторых особых случаях, когда от нарезки зависит вращение некой части устройства. Но для таких случаев делают специальные детали. Это простое, но гениальное решение избавило от множества потенциальных проблем. «Правило буравчика», направление тока и линий его магнитного поляОказывается, что это правило применимо не только в механике к закручиванию винтов. Если мы имеем проводник с током, то это правило помогает нам определить направление линий магнитного поля, образованного этим током. Только это правило в данном случае носит название «правила буравчика». Правило буравчика звучит следующим образом: Если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля тока. Понять сразу немного сложновато, поэтому разберемся. Буравчик это винт или шуруп, который мы ввинчиваем. Направление ручки буравчика это направление вращения нашей руки. Если ток движется от нас, то и шуруп движется от нас, то есть мы его ввинчиваем, так как мы условились считать их направления совпадающими. Тогда направление вращения нашей руки в процессе ввинчивания это направление магнитных линий. Они будут направлены по часовой стрелке. В случае противоположного направления электрического тока, линии магнитного поля будут направлены, соответственно, против часовой стрелки. Таким же было бы направление руки в процессе выкручивая винта или направление ручки буравчика в случае его движения к нам. А как определить направление тока, если мы знаем направление магнитных линий? Очень просто. По тому же правилу. Только изначально бы берем за известный факт не направление движения буравчика, а направление вращения его ручки. Правило правой рукиВ случае, когда мы имеем дело с магнитным полем катушки с током или соленоида, картина будет более сложной. Поэтому для простого нахождения направления линий магнитного поля в таком случае существует правило правой руки. Оно гласит: Если обхватить соленоид ладонью правой руки, направив четыре пальца по направлению тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида. Данное правило достаточно простое, его дополнительно пояснять не надо, все понятно из определения. Нужна помощь в учебе? Предыдущая тема: Графическое изображение магнитного поля: неоднородное и однородное Следующая тема:   Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический токВсе неприличные комментарии будут удаляться. www.nado5.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
.
– концентрация с.н.з.
– скорость упорядоченного движения с.н.з.
– площадь поперечного сечения проводника
- заряд одной частицы
) –
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
