§ 27. Дзеянне магнітнага поля на праваднік з токам. Узаемадзеянне праваднікоў з токам
З’явы ўзаемадзеяння аднайменных і рознаіменных электрычных зарадаў нагадваюць з’явы адштурхвання аднайменных полюсаў і прыцяжэння рознаіменных полюсаў магнітаў (мал. 136). Электрычныя ўзаемадзеянні ажыццяўляюцца дзякуючы электрычным палям, а чым абумоўлены магнітныя ўзаемадзеянні і чым вызначаюцца магнітныя ўласцівасці цел?
Магнітнае поле. Тое, што магніты ўзаемадзейнічаюць адзін з адным, што распілены папалам магніт ператвараецца ў два магніты, а жалеза пры судакрананні з магнітам намагнічваецца, было выяўлена дастаткова даўно. Значна пазней знайшлі сувязь паміж электрычнымі і магнітнымі з’явамі, хоць намагнічанасць жалезных прадметаў, перамагнічванне стрэлкі компаса падчас навальнічных электрычных разрадаў і многія іншыя назіранні і доследы прымушалі вучоных задумацца над гэтым. Першымі гэтую сувязь даследавалі ў 1820 г. дацкі фізік Ханс Крысціян Эрстэд (1777–1851) і ўжо вядомы вам французскі фізік і матэматык Андрэ Мары Ампер.
Эрстэд заўважыў, што магнітная стрэлка, размешчаная паблізу правадніка, паварочвалася на некаторы вугал падчас праходжання па правадніку электрычнага току (мал. 137). Адкрыццё Эрстэда дазволіла Амперу зрабіць выснову, што магнітныя ўласцівасці любога цела вызначаюцца замкнутымі электрычнымі токамі, якія цыркулююць унутры гэтага цела; яны атрымалі назву «амперавы токі» або «малекулярныя токі» (мал. 138). Гэта азначала, што магнітнае ўзаемадзеянне абумоўлена не асаблівымі магнітнымі зарадамі, а рухам электрычных зарадаў — электрычным токам.
Узаемадзеянне правадніка з токам і магнітнай стрэлкі ў доследзе Эрстэда з’яўляецца ўзаемадзеяннем электрычнага току правадніка з «амперавымі токамі» ў магнітнай стрэлцы (гіпотэза Ампера). Гэтае ўзаемадзеянне ажыццяўляецца дзякуючы магнітнаму полю.
Магнітнае поле — форма матэрыі, створаная электрычнымі зарадамі, якія рухаюцца адносна пэўнай інерцыяльнай сістэмы адліку, або пераменнымі электрычнымі палямі.
Доследы сведчаць, што магнітнае поле ўзнікае пры руху любых электрычных зарадаў. Паколькі скорасць руху зараду залежыць ад выбару сістэмы адліку, магнітнае поле аднаго і таго зараду ў розных сістэмах адліку будзе розным. Калі ў адносінах да вызначанай інерцыяльнай сістэмы адліку электрычны зарад знаходзіцца ў спакоі, то ў гэтай сістэме адліку ён стварае толькі электрастатычнае поле. Электрычны зарад, што рухаецца адносна дадзенай інерцыяльнай сістэмы адліку, стварае ў ёй не толькі электрычнае поле, але і магнітнае, якія з'яўляюцца кампанентамі адзінага электрамагнітнага поля.
У магнітным полі ажыццяўляецца ўзаемадзеянне паміж электрыч нымі зарадамі, якія рухаюцца (а таксама магнітамі). Прычым кожны электрычны зарад, які рухаецца ў дадзенай інерцыяльнай сістэме адліку, стварае ў навакольнай прасторы магнітнае поле. Гэтае поле дзейнічае пэўнымі сіламі на любыя іншыя рухомыя электрычныя зарады, а таксама на магніты, якія ў ім знаходзяцца.
Такім чынам, пра існаванне магнітнага поля можна меркаваць па наяўнасці сілы, што дзейнічае на электрычны зарад, які рухаецца адносна абранай інерцыяльнай сістэмы адліку, або на магніт, які знаходзіцца ў гэтым полі.
Магнітная стрэлка, размешчаная пад медным правадніком, паварочваецца на некаторы вугал падчас праходжанні па ім электрычнага току. Ці будзе стрэлка паварочвацца, калі медны праваднік замяніць водным растворам шчолачы, змешчаным у тонкую шкляную трубку?
Цікава ведаць
Сучасныя навуковыя ўяўленні не адвяргаюць, а, наадварот, прадказваюць часціцы з магнітным зарадам — магнітныя монапалі. Аднак такія часціцы пакуль эксперыментальна не назіралі.