Магнитные спектры тока: методы, приборы и источники питания

Спектры магнитного поля тока. Общие указания о получении спектров тока. Опыты с получением магнитных спектров токов, текущих по прямому проводу, одному витку и по спирали, крайне важны в методическом отношении. Постановка этих опытов, несмотря на крайнюю простоту необходимых для них приборов, затруднительна ввиду необходимости располагать источником, способным давать ток силой по крайней мере 15—20 а. Если такой источник отсутствует, та возможно воспользоваться слабыми токами, применяя приборы соответствующего устройства и заранее учитывая, что опыты в методическом отношении окажутся не безупречными.

Выясним ряд положений, определяющих наибольшую эффективность опытов в техническом отношении:

1) Источником тока может служить динамо-машина (мотор-генератор или конвертер), способная давать ток до 20—30 а. Так как ток нужен на весьма короткое время, то вполне возможно без вреда для машины допустить её полуторную или двойную перегрузку, т. е, взять ток силой 30—50 а.

Во избежание короткого замыкания машины следует в цепь, кроме прибора, ввести реостат соответствующего сопротивления, амперметр со шкалой до 50 а и однополюсный рубильник. Этим рубильником замыкают цепь на короткое время, и, если после встряхивания опилок полученный спектр не даёт чёткой картины, замыкание следует повторить.

2) Вполне возможно также использовать осветительную сеть переменного тока, так как опыты выходят и с этим видом тока; однако они требуют большей величины переменного тока, чем постоянного. Прибор для получения спектра следует включить к школьному распределительному щиту непосредственно, т. е. без реостата, но обязательно через плавкий предохранитель, т. е. медную проволочку не толще 0,3 мм (рис. 118). Эта проволочка тотчас же сгорит, разрывая тем самым цепь и гарантируя последнюю от сколько-нибудь длительного короткого замыкания, способного причинить вред сети освещения.

Рис. 118. Включение тонкого проводника в качестве плавкого предохранителя

3) С неменьшим успехом возможно использовать для опытов» также несколько гальванических элементов типа Грене или Даниеля, или, ещё лучше, аккумуляторов щелочных или кислотных. Для получения тока 15—20 а прежде всего, необходимо четыре-пять элементов или три-четыре аккумулятора соединить между собой параллельно, обратив внимание, чтобы соединительные проводники оказались достаточно толстыми и присоединения их к клеммам обладали возможно меньшим сопротивлением.

Приборы для получения спектров должны быть изготовлены из толстого медного провода и снабжены клеммами. Включение приборов следует произвести через однополюсный рубильник. Все эти меры принимаются для того, чтобы цепь обладала столь малым сопротивлением, которое необходимо для получения тока порядка двух-трёх десятков ампер при напряжении батареи 1-2 в. Если элементы Грене, сухие элементы и щелочные аккумуляторы приходится соединять параллельно ради уменьшения внутреннего сопротивления, то соединение кислотных аккумуляторов необходимо во избежание перегрузки и, следовательно, разрушения их пластин.

4) Для получения чётких спектров тока немалое значение имеет также качество применяемых опилок.

Сведения об авторе и источнике:

Автор: Д. Д. Галанин, Е. Н. Горячкин, С. Н. Жарков, А. В. Павша, Д. И. Сахаров

Источник: Физический эксперимент в школе, том IV «Электричество»