Обнаружение магнитного поля по его действию на электрический ток. Правило левой руки

 Взаимодействие параллельных токов

На этом уроке мы об­су­дим во­прос, свя­зан­ный с об­на­ру­же­ни­ем маг­нит­но­го поля по его дей­ствию на элек­три­че­ский ток, и по­зна­ко­мим­ся с пра­ви­лом левой руки.

Об­ра­тим­ся к опыту. Пер­вый по­доб­ный экс­пе­ри­мент по ис­сле­до­ва­нию вза­и­мо­дей­ствия токов был про­ве­ден фран­цуз­ским уче­ным Ам­пе­ром в 1820 году. Экс­пе­ри­мент за­клю­чал­ся в сле­ду­ю­щем: по па­рал­лель­ным про­вод­ни­кам про­пус­ка­ли элек­три­че­ский ток в одном на­прав­ле­нии, затем в раз­ных на­прав­ле­ни­ях на­блю­да­ли вза­и­мо­дей­ствие этих про­вод­ни­ков.

Рис. 1. Опыт Ам­пе­ра. Со­на­прав­лен­ные про­вод­ни­ки с током при­тя­ги­ва­ют­ся, про­ти­во­на­прав­лен­ные от­тал­ки­ва­ют­ся

Если взять два па­рал­лель­ных про­вод­ни­ка, по ко­то­рым про­хо­дит элек­три­че­ский ток в одном на­прав­ле­нии, то в этом слу­чае про­вод­ни­ки будут друг к другу при­тя­ги­вать­ся. Когда в тех же самых про­вод­ни­ках элек­три­че­ский ток про­хо­дит в раз­ных на­прав­ле­ни­ях, про­вод­ни­ки от­тал­ки­ва­ют­ся. Таким об­ра­зом, мы на­блю­да­ем си­ло­вое дей­ствие маг­нит­но­го поля на элек­три­че­ский ток. Итак, можно ска­зать сле­ду­ю­щее: маг­нит­ное поле со­зда­ет­ся элек­три­че­ским током и об­на­ру­жи­ва­ет­ся по его дей­ствию на дру­гой элек­три­че­ский ток (сила Ам­пе­ра).

 Направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле

Когда было про­ве­де­но боль­шое ко­ли­че­ство ана­ло­гич­ных экс­пе­ри­мен­тов, то было по­лу­че­но пра­ви­ло, ко­то­рое свя­зы­ва­ет между собой на­прав­ле­ние маг­нит­ных линий, на­прав­ле­ние элек­три­че­ско­го тока и си­ло­вое дей­ствие маг­нит­но­го поля. Это пра­ви­ло по­лу­чи­ло на­зва­ние пра­ви­ло левой руки. Опре­де­ле­ние: левую руку нужно рас­по­ло­жить таким об­ра­зом, чтобы маг­нит­ные линии вхо­ди­ли в ла­донь, че­ты­ре вы­тя­ну­тых паль­ца ука­зы­ва­ли на­прав­ле­ние элек­три­че­ско­го тока – тогда ото­гну­тый боль­шой палец ука­жет на­прав­ле­ние дей­ствия маг­нит­но­го поля.

Рис. 2. Пра­ви­ло левой руки

Об­ра­ти­те вни­ма­ние: мы не можем го­во­рить о том, что, куда на­прав­ле­на маг­нит­ная линия, туда и дей­ству­ет маг­нит­ное поле. Здесь вза­и­мо­связь между ве­ли­чи­на­ми несколь­ко слож­нее, по­это­му мы поль­зу­ем­ся пра­ви­лом левой руки.

 Действие магнитного поля на заряд, движущийся в нем

Вспом­ним, что элек­три­че­ский ток – это на­прав­лен­ное дви­же­ние элек­три­че­ских за­ря­дов. Зна­чит, маг­нит­ное поле дей­ству­ет на дви­жу­щий­ся заряд. И мы можем вос­поль­зо­вать­ся в дан­ном слу­чае так же пра­ви­лом левой руки для опре­де­ле­ния на­прав­ле­ния этого дей­ствия.

Об­ра­ти­те вни­ма­ние на ри­су­нок, на ко­то­ром при­ве­де­ны раз­лич­ные слу­чаи ис­поль­зо­ва­ния пра­ви­ла левой руки, и про­ана­ли­зи­руй­те каж­дый слу­чай са­мо­сто­я­тель­но.

Рис. 3. Раз­лич­ные слу­чаи при­ме­не­ния пра­ви­ла левой руки

На­по­сле­док, еще один важ­ный факт. Если элек­три­че­ский ток или ско­рость за­ря­жен­ной ча­сти­цы на­прав­ле­ны вдоль линий маг­нит­но­го поля, то ни­ка­ко­го дей­ствия маг­нит­но­го поля на эти объ­ек­ты не будет.