Спектр кругового тока: опыты с катушкой, опилками и силовыми линиями

Спектр кругового тока. Материалы и приспособления: 1) Изолированный проводник (l = 10 - 15 м; d - 0,3-0,8 мм). 2) Лист картона или фанеры (40 см x 40 см). 3) Опилки железные. 4) Сито. 5) Два-три элемента или аккумулятора.

Виток для опыта может быть изготовлен из толстого медного провода, однако тогда для опыта потребуется ток силой 20-30 а. Более рационально изготовить нижеописанный прибор.

Из проводника, изолированного двойной бумажной обмоткой, наматывают на какой-нибудь болванке катушку диаметром в 20-25 см, снимают её и связывают нитками так, чтобы получилось кольцо. Лист картона или фанеры просверливают сверлом соответствующего диаметра так, чтобы через отверстия могла пройти обмотка катушки (рис. 126). Затем лист разрезают пополам, через сделанные отверстия вставляют кольцо и соединяют половинки посредством фанерных планок, прикрепляемы снизу. Площадку оклеивают сверху плотной белой бумагой.

Можно обойтись без разрезания листа, но в этом случае для наматывания катушки проводник придётся продевать через отверстия. Получение ровной катушки упрощается, если в отверстия сначала вставить толстый проводник, согнуть его кольцом и укладывание обмотки вести по этому проводнику, как по шаблону. Катушку монтируют на подставке, присоединив концы проводника к клеммам. Чтобы придать катушке более красивый вид, на неё можно надеть разрезанную вдоль резиновую трубку (рис. 126).

Рис. 126. Прибор для получения спектра кругового тока

Включив ток от двух-трёх элементов или аккумуляторов, посыпают лист опилками и, встряхнув пальцем, получают картину магнитного поля кругового тока (рис. 127). Для определения направления силовых линий на листе следует укрепить несколько малых магнитных стрелок.

Рис. 127. Спектр кругового тока в плоскости, перпендикулярной к кольцу

Для того чтобы определить, в каких плоскостях лежат магнитные силовые линии, даваемые кольцевым током, кладут катушку на стол, закрывают тонким листом картона и посыпают железными опилками. Присмотревшись к полученной картине, можно заметить, что все опилки стоят «дыбом», — это значит, что силовые линии перпендикулярны к плоскости бумаги. С другой стороны, опилки довольно ясно вырисовывают прямые, нормальные к окружности,— значит силовые магнитные линии лежат в плоскостях, нормальных к проводнику (рис. 128).

Рис. 128. Спектр кругового тока в плоскости, параллельной кольцу

Эту демонстрацию (рис. 128) и предыдущую (рис. 127) нужно объединить, указав, что видимые фигуры дают проекции силовых линий на две взаимно перпендикулярные плоскости. Для демонстрации магнитных сил кругового тока можно воспользоваться медным кольцом от термоэлектромагнита.

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»