Графическое изображение магнитных полей. Метод спектров. Линии магнитной индукции

Для исследования структуры магнитного поля используют метод спектров. Мелкие железные опилки, попадая в магнитное по­ле, намагничиваются и, взаимодействуя меж­ду собой, образуют цепочки, расположение которых позволяет судить о структуре маг­нитного поля.

Рис. 6.10. Спектр силовых линий маг­нитного поля прямого тока

В качестве примера применения метода спектров рассмотрим опыт с магнитным полем прямого проводника. Через тонкую пластинку из диэлектрика пропустим длин­ный прямой проводник, включенный в элек­трическую цепь. На пластинку будем сыпать мелкие железные опилки, слегка постукивая по пластинке. Опилки соберутся вокруг про­водника в виде концентрических кругов раз­личного диаметра (рис. 6.10). При повто­рении опыта с другими проводниками при других значениях силы тока получим похо­жие картины, которые и называются маг­нитными спектрами.

Спектры можно изобразить на бумаге в виде линий магнитной индукции.

Рис. 6.11. Графическое изображение спектра магнитного поля

Для прямого проводника такое изобра­жение показано на рис. 6.11. В изображе­ниях магнитных спектров линии магнитной индукции показывают направление магнит­ной индукции в каждой точке. В каждой точке линии индукции касательная совпа­дает с вектором магнитной индукции.

Линии, касательные к которым в каждой точке показывают направление магнитной ин­дукции, называются линиями магнитной ин­дукции.

Плотность линий магнитной индукции зависит от модуля магнитной индукции. Она больше там, где модуль больше, и наоборот. Направление линий магнитной индукции прямого проводника определяется по пра­вилу правого винта.

Рис. 6.12. Спектр магнитного поля кру­гового тока

Спектры магнитных полей проводников другой формы имеют много общего.

Так, спектр магнитного поля кольца с током похож на два совмещенных спектра прямых проводников (рис. 6.12). Только плотность линий индукции в центре кольца больше (рис. 6.13).

Магнитный спектр катушки с большим количеством витков (соленоида) показан на рис. 6.14. На рисунке видно, что линии магнитной индукции такой катушки внут­ри параллельные и имеют одинаковую плотность. Это свидетельствует, что внутри длинной катушки магнитное поле однород­ное — во всех точках магнитная индукция одинакова (рис. 6.15). Линии магнитной индукции расходятся лишь за пределами катушки, где магнитное поле неоднород­ное.

Если сравнить спектры магнитных полей проводников с током различной формы, то можно заметить, что линии индукции всегда замкнутые или при дальнейшем продолже­нии могут замкнуться. Это свидетельствует об отсутствии магнитных зарядов. Такое поле называют вихревым. Вихревое поле не имеет потенциала. Материал с сайта http://worldof.school

Рис. 6.13. Графическое изображение спектра магнитного поля параллельных проводников с током

Рис. 6.14. Спектр магнитного поля соле­ноида

Рис. 6.15. Графическое изображение спектра магнитного поля соленоида

На этой странице материал по темам:

• Открытия в области магнитных полей

• Магнитное поле и его графическое изображение доклад

• Доклад на тему магнитное поле и его графическое изображение

• Доклад магнитное поле и его графическое изображение

• Изучение спектров магнитной индукции

Вопросы по этому материалу:

• Какие физические процессы происходят при образовании маг­нитного спектра с помощью опилок?

• Что показывает линия магнитной индукции?

• Как размещены линии индукции однородного магнитного по­ля?

• Как размещены линии индукции неоднородного магнитного по­ля?

• Почему магнитное поле называют вихревым?

• Какие свойства вихревого поля?