Хэрэв та соронзон зүүг ойртуулах юм бол энэ нь дамжуулагчийн тэнхлэг ба зүүний эргэлтийн төвөөр дамжин өнгөрөх хавтгайд перпендикуляр болох хандлагатай болно. Энэ нь тусгай хүчнийхэн гэж нэрлэгддэг суманд ажилладаг болохыг харуулж байна соронзон хүч. Соронзон зүүнд үзүүлэх нөлөөнөөс гадна соронзон орон нь хөдөлж буй цэнэгтэй хэсгүүд болон соронзон орон дотор байрлах гүйдэл дамжуулагч дамжуулагчдад нөлөөлдөг. Соронзон талбарт хөдөлж буй дамжуулагчид эсвэл хувьсах соронзон орон дээр байрлах суурин дамжуулагчид индуктив (EMF) үүсдэг.

Соронзон орон

Дээр дурдсан зүйлсийн дагуу бид соронзон орны тухай дараах тодорхойлолтыг өгч болно.

Соронзон орон нь цахилгаан соронзон орны хоёр талын нэг бөгөөд хөдөлж буй бөөмсийн цахилгаан цэнэг, цахилгаан талбайн өөрчлөлтөөр өдөөгдөж, халдвар авсан бөөмс, улмаар цахилгаан гүйдэлд үзүүлэх хүчний нөлөөгөөр тодорхойлогддог.

Хэрэв та зузаан дамжуулагчийг картоноор дамжуулж, түүний дагуу дамжуулвал картон дээр цутгасан ган үртэс нь дамжуулагчийн эргэн тойронд төвлөрсөн тойрог хэлбэрээр байрлах бөгөөд энэ тохиолдолд соронзон индукцийн шугам гэж нэрлэгддэг (Зураг 1). Бид картоныг дамжуулагчаар дээш эсвэл доош хөдөлгөж болох боловч модны үртэсний байршил өөрчлөгдөхгүй. Үүний үр дүнд дамжуулагчийн эргэн тойронд бүхэл бүтэн уртын дагуу соронзон орон үүсдэг.

Хэрэв та картон дээр жижиг соронзон сум хийвэл дамжуулагч дахь гүйдлийн чиглэлийг өөрчилснөөр соронзон сум эргэлдэж байгааг харж болно (Зураг 2). Энэ нь соронзон индукцийн шугамын чиглэл нь дамжуулагч дахь гүйдлийн чиглэлээс хамаарч өөрчлөгдөж байгааг харуулж байна.

Гүйдэл дамжуулагчийн эргэн тойрон дахь соронзон индукцийн шугам нь дараах шинж чанартай: 1) шулуун дамжуулагчийн соронзон индукцийн шугам нь төвлөрсөн тойрог хэлбэртэй; 2) дамжуулагч руу ойртох тусам соронзон индукцийн шугамууд илүү нягт байрладаг; 3) соронзон индукц (талбайн эрчим) нь дамжуулагч дахь гүйдлийн хэмжээнээс хамаарна; 4) соронзон индукцийн шугамын чиглэл нь дамжуулагч дахь гүйдлийн чиглэлээс хамаарна.

Хэсэгт үзүүлсэн дамжуулагч дахь гүйдлийн чиглэлийг харуулахын тулд бид ирээдүйд ашиглах тэмдгийг баталсан. Хэрэв та гүйдлийн дагуу дамжуулагч руу сум байрлуулбал (Зураг 3), гүйдэл нь биднээс холддог дамжуулагч дээр бид сумны өдний сүүлийг (загалмай) харах болно; хэрэв гүйдэл нь бидэн рүү чиглэсэн байвал бид сумны үзүүрийг (цэг) харах болно.

Зураг 3. Дамжуулагч дахь гүйдлийн чиглэлийн тэмдэг

Гимлетийн дүрэм нь гүйдэл дамжуулагчийн эргэн тойронд соронзон индукцийн шугамын чиглэлийг тодорхойлох боломжийг олгодог. Хэрэв баруун гар утастай гимлет (шөөгүүр) гүйдлийн чиглэлд урагш хөдөлж байвал бариулын эргэлтийн чиглэл нь дамжуулагчийн эргэн тойрон дахь соронзон индукцийн шугамын чиглэлтэй давхцах болно (Зураг 4).

Гүйдэл дамжуулагчийн соронзон орон руу нэвтрүүлсэн соронзон зүү нь соронзон индукцийн шугамын дагуу байрладаг. Тиймээс түүний байршлыг тодорхойлохын тулд та "гимлет дүрэм" -ийг ашиглаж болно (Зураг 5). Соронзон орон нь цахилгаан гүйдлийн хамгийн чухал илрэлүүдийн нэг бөгөөд гүйдлээс бие даасан, тусад нь олж авах боломжгүй юм.

Зураг 4. Гүйдэл дамжуулагчийн эргэн тойрон дахь соронзон индукцийн шугамын чиглэлийг “гимлет дүрэм”-ээр тодорхойлох.	Зураг 5. “Гимлет дүрэм”-ийн дагуу гүйдэл бүхий дамжуулагч руу авчирсан соронзон зүүний хазайлтын чиглэлийг тодорхойлох.

Соронзон орон нь соронзон индукцийн вектороор тодорхойлогддог тул орон зайд тодорхой хэмжээстэй, тодорхой чиглэлтэй байдаг.

Зураг 6. Биот ба Савартын хууль руу

Туршилтын өгөгдлийг нэгтгэсний үр дүнд соронзон индукцийн тоон илэрхийлэлийг Биот, Саварт нар тогтоосон (Зураг 6). Соронзон зүүний хазайлтаар янз бүрийн хэмжээ, хэлбэрийн цахилгаан гүйдлийн соронзон орныг хэмжиж үзэхэд гүйдлийн элемент бүр өөрөөсөө тодорхой зайд соронзон орон үүсгэдэг бөгөөд соронзон индукц нь Δ байна гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн. БΔ урттай шууд пропорциональ байна лэнэ элемент нь урсах гүйдлийн хэмжээ I, өгөгдсөн гүйдлийн элементтэй бидний сонирхож буй талбайн цэгийг холбосон гүйдлийн чиглэл ба радиус векторын хоорондох α өнцгийн синус ба энэ радиус векторын уртын квадраттай урвуу пропорциональ байна. r:

Хаана К– орчны соронзон шинж чанар болон сонгосон нэгжийн системээс хамаарах коэффициент.

ICSA-ийн нэгжийн үнэмлэхүй практик оновчтой системд

хаана μ 0 - вакуум соронзон нэвчилтэсвэл MCSA систем дэх соронзон тогтмол:

μ 0 = 4 × π × 10 -7 (henry/meter);

Генри (гн) – индукцийн нэгж; 1 гн = 1 ом × сек.

µ – харьцангуй соронзон нэвчилт– тухайн материалын соронзон нэвчилт нь вакуум соронзон нэвчилтээс хэд дахин их байгааг харуулсан хэмжээсгүй коэффициент.

Соронзон индукцийн хэмжээг томъёог ашиглан олж болно

Вольт секундийг бас нэрлэдэг Вебер (wb):

Практикт соронзон индукцийн жижиг нэгж байдаг - гаусс (gs):

Биот-Савартын хууль нь хязгааргүй урт шулуун дамжуулагчийн соронзон индукцийг тооцоолох боломжийг бидэнд олгодог.

Хаана А– дамжуулагчаас соронзон индукцийг тодорхойлох цэг хүртэлх зай.

Соронзон орны хүч

Соронзон индукцийг соронзон нэвчилтийн бүтээгдэхүүнд харьцуулсан харьцаа μ × μ 0 гэж нэрлэдэг. соронзон орны хүчмөн үсгээр тодорхойлогддог Х:

Б = Х × µ × µ 0 .

Сүүлийн тэгшитгэл нь индукц ба соронзон орны хүч гэсэн хоёр соронзон хэмжигдэхүүнийг холбодог.

Хэмжээг нь олцгооё Х:

Заримдаа соронзон орны хүчийг хэмжих өөр нэгжийг ашигладаг. Эрстед (э):

1 э = 79,6 А/м ≈ 80 А/м ≈ 0,8 А/см .

Соронзон орны хүч Х, соронзон индукц шиг Б, нь вектор хэмжигдэхүүн юм.

Соронзон индукцийн векторын чиглэлтэй давхцаж буй цэг тус бүрт шүргэгч шулууныг гэнэ соронзон индукцийн шугамэсвэл соронзон индукцийн шугам.

Соронзон урсгал

Соронзон индукцийн үржвэр ба талбайн чиглэлд перпендикуляр талбай (соронзон индукцийн вектор) гэж нэрлэдэг. соронзон индукцийн векторын урсгалэсвэл зүгээр л соронзон урсгалба F үсгээр тэмдэглэгдсэн:

F = Б × С .

Соронзон урсгалын хэмжээ:

өөрөөр хэлбэл соронзон урсгалыг вольт-секунд эсвэл веберээр хэмждэг.

Соронзон урсгалын хамгийн бага нэгж нь Максвелл (mks):

1 wb = 108 mks.
1mks = 1 gs× 1 см 2.

Видео 1. Амперын таамаглал

Видео 2. Соронзон ба цахилгаан соронзон

Цахилгаан гүйдэл дамжуулагчийн эргэн тойронд соронзон орон байгаа эсэхийг янз бүрийн аргаар илрүүлж болно. Ийм аргуудын нэг нь нарийн ширхэгтэй төмрийн үртэс ашиглах явдал юм.

Соронзон талбарт үртэс - жижиг төмрийн хэсгүүд нь соронздож, соронзон сум болдог. Соронзон орон дахь сум бүрийн тэнхлэг нь соронзон орны хүчний үйл ажиллагааны чиглэлийн дагуу байрладаг.

94-р зурагт гүйдэл дамжуулах шулуун дамжуулагчийн соронзон орны зургийг үзүүлэв. Ийм зургийг авахын тулд шулуун дамжуулагчийг картоноор дамжуулдаг. Нимгэн давхаргатай төмрийн үртэс картон дээр цутгаж, гүйдлийг асааж, үртэс бага зэрэг сэгсэрнэ. Гүйдлийн соронзон орны нөлөөн дор төмрийн үртэс нь дамжуулагчийн эргэн тойронд санамсаргүй байдлаар биш, харин төвлөрсөн тойрог хэлбэрээр байрладаг.

Цагаан будаа. 94. Гүйдэлтэй дамжуулагчийн соронзон орны зураг

Соронзон талбарт жижиг соронзон зүүний тэнхлэгүүд байрлах шугамыг соронзон орны шугам гэж нэрлэдэг.

Талбайн цэг бүрт соронзон зүүний хойд туйлаар заасан чиглэлийг соронзон орны шугамын чиглэл гэж авна.

Соронзон талбарт төмрийн үртэс үүсдэг гинж нь соронзон орны шугамын хэлбэрийг харуулдаг.

Соронзон гүйдлийн соронзон орны шугамууд нь дамжуулагчийг бүрхсэн хаалттай муруй юм.

Соронзон шугамыг ашиглан соронзон орныг графикаар дүрслэх нь тохиромжтой. Соронзон орон нь гүйдэл дамжуулагчийг тойрсон орон зайн бүх цэгүүдэд байдаг тул соронзон шугамыг дурын цэгээр дамжуулж болно.

Цагаан будаа. 95. Гүйдэл дамжуулагчийн эргэн тойронд соронзон зүүний байрлал

Зураг 95, а нь гүйдэл дамжуулах дамжуулагчийн эргэн тойронд соронзон зүүний байршлыг харуулав. (Дамжуулагч нь зургийн хавтгайд перпендикуляр байрладаг, түүний доторх гүйдэл нь биднээс холддог бөгөөд үүнийг загалмай бүхий тойрогоор тэмдэглэдэг.) Эдгээр сумны тэнхлэгүүдийг шууд гүйдлийн соронзон шугамын дагуу суурилуулсан. соронзон орон. Дамжуулагч дахь гүйдлийн чиглэл өөрчлөгдөхөд бүх соронзон зүү 180 ° эргэлддэг (Зураг 95, б; энэ тохиолдолд дамжуулагчийн гүйдэл нь бидэн рүү чиглэсэн байдаг бөгөөд үүнийг цэгээр тойрог хэлбэрээр тэмдэглэдэг). Энэ туршлагаас дүгнэж болно гүйдлийн соронзон орны соронзон шугамын чиглэл нь дамжуулагч дахь гүйдлийн чиглэлтэй холбоотой.

Асуултууд

1. Соронзон талбайг судлахад яагаад төмрийн үртэс ашиглаж болох вэ?
2. Тогтмол гүйдлийн соронзон орон дээр төмрийн үртэс хэрхэн байрладаг вэ?
3. Соронзон орны шугамыг юу гэж нэрлэдэг вэ?
4. Яагаад соронзон орны шугам гэсэн ойлголтыг нэвтрүүлсэн бэ?
5. Соронзон шугамын чиглэл нь гүйдлийн чиглэлтэй холбоотой гэдгийг бид хэрхэн туршилтаар харуулах вэ?

Дасгал 40

Улсын нэгдсэн шалгалтын кодлогчийн сэдвүүд: соронзны харилцан үйлчлэл, дамжуулагчийн соронзон орон гүйдэл.

Бодисын соронзон шинж чанарыг хүмүүст эрт дээр үеэс мэддэг байсан. Соронзон нь эртний Магнези хотоос нэрээ авсан: түүний ойролцоо өргөн тархсан ашигт малтмал (хожим нь соронзон төмрийн хүдэр эсвэл магнетит гэж нэрлэгддэг) байсан бөгөөд тэдгээрийн хэсгүүд нь төмрийн объектуудыг татдаг байв.

Соронзон харилцан үйлчлэл

Соронз бүрийн хоёр тал дээр байдаг Хойд туйлТэгээд Өмнөд туйл. Хоёр соронз нь эсрэг туйлаар бие биедээ татагдаж, ижил туйлаар түлхэгдэнэ. Соронзон нь вакуумаар ч бие биендээ үйлчилж чаддаг! Гэхдээ энэ бүхэн цахилгаан цэнэгийн харилцан үйлчлэлтэй төстэй юм соронзны харилцан үйлчлэл нь цахилгаан биш юм. Үүнийг дараах туршилтын баримтууд нотолж байна.

Соронзон халах үед соронзон хүч сулардаг. Цэгэн цэнэгийн харилцан үйлчлэлийн хүч нь тэдгээрийн температураас хамаардаггүй.

Соронзыг сэгсэрвэл соронзон хүч сулардаг. Цахилгаанаар цэнэглэгдсэн биед ийм зүйл тохиолддоггүй.

Эерэг цахилгаан цэнэгийг сөрөг цэнэгээс салгаж болно (жишээлбэл, биеийг цахилгаанжуулах үед). Гэхдээ соронзны туйлуудыг салгах боломжгүй: хэрэв та соронзыг хоёр хэсэгт хуваасан бол тайрсан газарт туйлууд гарч ирэх ба соронзон нь төгсгөлд нь эсрэг туйлтай хоёр соронз болж хуваагдана (яг ижил чиг баримжаатай). анхны соронзны туйлууд шиг).

Тиймээс соронз Үргэлжхоёр туйлт, тэдгээр нь зөвхөн хэлбэрээр байдаг диполууд. Тусгаарлагдсан соронзон туйлууд (гэж нэрлэдэг соронзон монополууд- цахилгаан цэнэгийн аналогууд) байгальд байдаггүй (ямар ч тохиолдолд туршилтаар хараахан олдоогүй байна). Энэ нь магадгүй цахилгаан ба соронзон хоёрын хамгийн гайхалтай тэгш бус байдал юм.

Цахилгаан цэнэгтэй биетүүдийн нэгэн адил соронзон нь цахилгаан цэнэг дээр ажилладаг. Гэсэн хэдий ч соронз нь зөвхөн үйлчилдэг хөдөлж байнацэнэглэх; хэрэв цэнэг нь соронзтой харьцуулахад тайван байдалд байвал цэнэг дэх соронзон хүчний нөлөө ажиглагдахгүй. Эсрэгээрээ, цахилгаанжсан бие нь тайван, хөдөлгөөнтэй эсэхээс үл хамааран ямар ч цэнэг дээр ажилладаг.

Богино зайн онолын орчин үеийн үзэл баримтлалын дагуу соронзны харилцан үйлчлэлийг дамжуулан гүйцэтгэдэг соронзон оронТухайлбал, соронз нь хүрээлэн буй орон зайд соронзон орон үүсгэдэг бөгөөд энэ нь өөр соронз дээр ажиллаж, эдгээр соронзыг харагдахуйц татах эсвэл түлхэх хүчийг үүсгэдэг.

Соронзны жишээ юм соронзон зүүлуужин. Соронзон зүү ашиглан та орон зайн өгөгдсөн бүсэд соронзон орон байгаа эсэх, мөн талбайн чиглэлийг шүүж болно.

Манай дэлхий бол аварга соронз юм. Дэлхийн газарзүйн хойд туйлаас холгүй өмнөд соронзон туйл байдаг. Тиймээс луужингийн зүүний хойд төгсгөл нь дэлхийн өмнөд соронзон туйл руу эргэж, газарзүйн хойд зүг рүү чиглэнэ. Эндээс соронзны "хойд туйл" гэсэн нэр гарч ирсэн.

Соронзон орны шугамууд

Цахилгаан талбарыг жижиг туршилтын цэнэгүүдийг ашиглан судалдаг бөгөөд үүний үр дүнд талбайн хэмжээ, чиглэлийг дүгнэж болно. Соронзон орны хувьд туршилтын цэнэгийн аналог нь жижиг соронзон зүү юм.

Жишээлбэл, та маш жижиг луужингийн зүүг сансар огторгуйн өөр өөр цэгүүдэд байрлуулснаар соронзон орны талаар геометрийн ойлголтыг олж авах боломжтой. Туршлагаас харахад сумнууд нь тодорхой шугамын дагуу эгнэх болно соронзон орны шугамууд. Энэ ойлголтыг дараах гурван цэгийн хэлбэрээр тодорхойлъё.

1. Соронзон орны шугамууд буюу соронзон хүчний шугамууд нь дараах шинж чанартай орон зайд чиглэсэн шугамууд юм: ийм шугамын цэг бүрт байрлуулсан жижиг луужингийн зүү нь энэ шугамд шүргэгч чиглэсэн байдаг..

2. Соронзон орны шугамын чиглэл нь энэ шугамын цэгүүдэд байрлах луужингийн зүүний хойд үзүүрүүдийн чиглэл гэж тооцогддог..

3. Шугаманууд нягт байх тусам орон зайн өгөгдсөн бүсэд соронзон орон илүү хүчтэй болно..

Төмрийн үртэс нь луужингийн зүү болж амжилттай үйлчилдэг: соронзон орон дээр жижиг үртэс соронзлогддог бөгөөд яг соронзон зүү шиг ажилладаг.

Тиймээс, байнгын соронзны эргэн тойронд төмрийн үртэс асгаснаар бид соронзон орны шугамын дараах зургийг ойролцоогоор харах болно (Зураг 1).

Цагаан будаа. 1. Байнгын соронзон орон

Соронзонгийн хойд туйлыг цэнхэр өнгө, үсгээр тэмдэглэнэ; өмнөд туйл - улаан ба үсгээр . Талбайн шугамууд соронзны хойд туйлыг орхиж, өмнөд туйл руу орж байгааг анхаарна уу: эцэст нь луужингийн зүүний хойд үзүүр нь соронзонгийн өмнөд туйл руу чиглэнэ.

Oersted-ийн туршлага

Цахилгаан, соронзон үзэгдлүүд эрт дээр үеэс хүмүүст мэдэгдэж байсан ч тэдгээрийн хоорондын хамаарал удаан хугацаанд ажиглагдаагүй байв. Хэдэн зууны турш цахилгаан ба соронзонгийн судалгаа бие биенээсээ хамааралгүй зэрэгцээ явагдсан.

Цахилгаан ба соронзон үзэгдлүүд хоорондоо холбоотой байдаг гэсэн гайхалтай баримтыг анх 1820 онд Эрстэдийн алдарт туршилтаар олж илрүүлсэн.

Oersted-ийн туршилтын диаграммыг Зураг дээр үзүүлэв. 2 (rt.mipt.ru сайтаас авсан зураг). Соронзон зүү дээр (мөн зүүний хойд ба өмнөд туйл) гүйдлийн эх үүсвэрт холбогдсон металл дамжуулагч байдаг. Хэрэв та хэлхээг хаавал сум нь дамжуулагч руу перпендикуляр эргэдэг!
Энэхүү энгийн туршилт нь цахилгаан ба соронзон хоёрын хамаарлыг шууд харуулсан. Oersted-ийн туршилтын дараах туршилтууд дараах загварыг баттай тогтоосон. соронзон орон нь цахилгаан гүйдлээр үүсгэгддэг ба гүйдэл дээр ажилладаг.

Цагаан будаа. 2. Oersted-ийн туршилт

Гүйдэл дамжуулагчийн үүсгэсэн соронзон орны шугамын загвар нь дамжуулагчийн хэлбэрээс хамаарна.

Гүйдэл дамжуулах шулуун утасны соронзон орон

Гүйдэл дамжуулах шулуун утасны соронзон орны шугамууд нь төвлөрсөн тойрог юм. Эдгээр тойргийн төвүүд нь утсан дээр байрладаг бөгөөд тэдгээрийн хавтгай нь утастай перпендикуляр байдаг (Зураг 3).

Цагаан будаа. 3. Гүйдэлтэй шулуун утасны талбай

Урд талын соронзон орны шугамын чиглэлийг тодорхойлох хоёр өөр дүрэм байдаг.

Цагийн зүүний дагуу дүрэм. Хэрэв та гүйдэл нь бидэн рүү урсаж байхаар харвал талбайн шугамууд цагийн зүүний эсрэг явна.

Шургийн дүрэм(эсвэл Гимлет дүрэм, эсвэл штопорын дүрэм- энэ бол хэн нэгэнд ойр дотно зүйл юм ;-)). Талбайн шугамууд нь шураг (ердийн баруун гар утастай) эргүүлэх шаардлагатай газарт очдог бөгөөд ингэснээр урсгалын дагуу урсгалын дагуу хөдөлдөг..

Танд хамгийн тохиромжтой дүрмийг ашигла. Цагийн зүүний дагуух дүрэмд дасах нь дээр - энэ нь илүү түгээмэл бөгөөд ашиглахад хялбар гэдгийг та дараа нь өөрөө харах болно (дараа нь аналитик геометрийг судлах эхний жилдээ үүнийг талархалтайгаар санаж яваарай).

Зураг дээр. 3 шинэ зүйл гарч ирэв: энэ нь вектор гэж нэрлэгддэг соронзон орны индукц, эсвэл соронзон индукц. Соронзон индукцийн вектор нь цахилгаан орны хүч чадлын вектортой төстэй: энэ нь үйлчилдэг хүчний шинж чанарсоронзон орон, соронзон орон хөдөлж буй цэнэгүүдэд үйлчлэх хүчийг тодорхойлох.

Соронзон орон дахь хүчний талаар бид дараа нь ярих болно, гэхдээ одоохондоо соронзон орны хэмжээ, чиглэлийг соронзон индукцийн вектороор тодорхойлдог гэдгийг л тэмдэглэх болно. Орон зайн цэг бүрт вектор нь өгөгдсөн цэг дээр байрлуулсан луужингийн зүүний хойд төгсгөлтэй ижил чиглэлд, тухайлбал, энэ шугамын чиглэл дэх талбайн шугамтай шүргэгчтэй ижил чиглэлд чиглэнэ. Соронзон индукцийг хэмждэг Тесла(Тл).

Цахилгаан талбайн нэгэн адил соронзон орны индукцийн хувьд дараахь зүйлийг хэрэглэнэ. суперпозиция зарчим. Энэ нь үнэн хэрэгтээ оршдог Төрөл бүрийн гүйдлийн нөлөөгөөр өгөгдсөн цэг дээр үүссэн соронзон орны индукцууд вектороор нийлж, үүссэн соронзон индукцийн векторыг өгнө..

Гүйдэл бүхий ороомгийн соронзон орон

Тогтмол гүйдэл эргэлддэг дугуй ороомогыг авч үзье. Бид зураг дээр гүйдлийг үүсгэдэг эх үүсвэрийг харуулаагүй болно.

Манай тойрог замын талбайн шугамын зураг ойролцоогоор дараах байдлаар харагдах болно (Зураг 4).

Цагаан будаа. 4. Гүйдэлтэй ороомгийн талбар

Соронзон орон аль хагас орон зайд (ороомогын хавтгайтай харьцуулахад) чиглэгдэж байгааг тодорхойлох нь бидний хувьд чухал юм. Дахин хэлэхэд бидэнд хоёр өөр дүрэм бий.

Цагийн зүүний дагуу дүрэм. Талбайн шугамууд тийшээ явж, гүйдэл нь цагийн зүүний эсрэг эргэлдэж байгаа газраас харагдана.

Шургийн дүрэм. Талбайн шугамууд нь гүйдлийн чиглэлд эргэлдсэн тохиолдолд шураг (ердийн баруун гар утастай) хөдөлдөг газар очдог..

Таны харж байгаагаар гүйдэл ба талбар нь дүрмээ өөрчилдөг - шууд гүйдлийн тохиолдолд эдгээр дүрмийг томъёолохтой харьцуулахад.

Одоогийн ороомгийн соронзон орон

ОроомогХэрэв та утсыг чанга ороож, эргүүлж, хангалттай урт спираль болговол энэ нь ажиллах болно (Зураг 5 - en.wikipedia.org сайтаас авсан зураг). Ороомог нь хэдэн арван, хэдэн зуун, бүр хэдэн мянган эргэлттэй байж болно. Ороомог гэж бас нэрлэдэг соленоид.

Цагаан будаа. 5. Ороомог (соленоид)

Нэг эргэлтийн соронзон орон нь бидний мэдэж байгаагаар тийм ч энгийн харагддаггүй. Талбай? ороомгийн бие даасан эргэлтүүд нь бие биендээ наасан бөгөөд үр дүн нь маш будлиантай зураг байх ёстой юм шиг санагдаж байна. Гэсэн хэдий ч энэ нь тийм биш юм: урт ороомгийн талбар нь гэнэтийн энгийн бүтэцтэй байдаг (Зураг 6).

Цагаан будаа. 6. гүйдлийн ороомгийн талбар

Энэ зурагт ороомог дахь гүйдэл зүүн талаас нь харахад цагийн зүүний эсрэг урсдаг (5-р зурагт ороомгийн баруун төгсгөл нь гүйдлийн эх үүсвэрийн "нэмэх" хэсэгт холбогдсон бол энэ нь үүснэ. хасах"). Ороомгийн соронзон орон нь хоёр онцлог шинж чанартай болохыг бид харж байна.

1. Ороомог дотор ирмэгээсээ хол зайд соронзон орон байна нэгэн төрлийн: цэг бүрт соронзон индукцийн вектор хэмжээ болон чиглэлийн хувьд ижил байна. Талбайн шугамууд нь зэрэгцээ шулуун шугамууд; тэд гарч ирэхдээ зөвхөн ороомгийн ирмэгийн ойролцоо нугалж байна.

2. Ороомгийн гадна талбар нь тэгтэй ойролцоо байна. Ороомог дахь эргэлт их байх тусам түүний гаднах талбай сул болно.

Хязгааргүй урт ороомог нь талбайг гадагш гаргахгүй гэдгийг анхаарна уу: ороомгийн гадна соронзон орон байхгүй. Ийм ороомог дотор талбар нь хаа сайгүй жигд байдаг.

Танд юу ч сануулахгүй байна уу? Ороомог нь конденсаторын "соронзон" аналог юм. Конденсатор нь дотроо жигд цахилгаан орон үүсгэдэг гэдгийг санаж байгаарай, түүний шугамууд нь зөвхөн хавтангийн ирмэгийн ойролцоо нугалж, конденсаторын гадна талбар нь тэгтэй ойролцоо байна; Хязгааргүй хавтан бүхий конденсатор нь талбайг гаднаас нь огт гаргахгүй бөгөөд талбар нь түүний доторх хаа сайгүй жигд байна.

Тэгээд одоо - гол ажиглалт. Ороомгийн гаднах соронзон орны шугамын зургийг (Зураг 6) Зураг дээрх соронзон орны шугамтай харьцуулна уу. 1. Энэ нь адилхан зүйл, тийм үү? Одоо бид таны оюун санаанд удаан хугацааны туршид гарч ирсэн асуултанд ирлээ: хэрэв соронзон орон нь гүйдлийн улмаас үүсч, гүйдэл дээр ажилладаг бол байнгын соронзны ойролцоо соронзон орон үүсэх шалтгаан юу вэ? Эцсийн эцэст энэ соронз нь гүйдэл дамжуулагч биш юм шиг байна!

Амперын таамаглал. Анхан шатны гүйдэл

Эхлээд соронзны харилцан үйлчлэлийг туйлуудад төвлөрсөн тусгай соронзон цэнэгээр тайлбарладаг гэж үздэг байв. Гэхдээ цахилгаанаас ялгаатай нь соронзон цэнэгийг хэн ч тусгаарлаж чадахгүй; Эцсийн эцэст, бид өмнө нь хэлсэнчлэн соронзны хойд ба өмнөд туйлыг тусад нь авах боломжгүй байсан - туйлууд нь соронзонд үргэлж хос хосоороо байдаг.

Соронзон цэнэгийн талаархи эргэлзээг Эрстэдийн туршилтаар соронзон орон нь цахилгаан гүйдэл үүсгэдэг болох нь тогтоогдсоноор улам хурцатгав. Түүнээс гадна ямар ч соронзны хувьд энэ дамжуулагчийн талбар нь соронзны талбартай давхцаж байхаар тохирох тохируулгын гүйдэл бүхий дамжуулагчийг сонгох боломжтой болсон.

Ампер зоригтой таамаг дэвшүүлэв. Соронзон цэнэг байхгүй. Соронзонгийн үйлдлийг түүний доторх хаалттай цахилгаан гүйдлээр тайлбарладаг.

Эдгээр урсгалууд юу вэ? Эдгээр энгийн гүйдэлатом ба молекулуудын дотор эргэлддэг; Эдгээр нь атомын тойрог замд электронуудын хөдөлгөөнтэй холбоотой байдаг. Аливаа биеийн соронзон орон нь эдгээр энгийн гүйдлийн соронзон оронуудаас бүрддэг.

Анхан шатны гүйдэл нь бие биенээсээ санамсаргүй байдлаар байрлаж болно. Дараа нь тэдгээрийн талбарууд харилцан хүчингүй болж, бие нь соронзон шинж чанарыг харуулдаггүй.

Гэхдээ хэрэв анхан шатны гүйдэл нь хоорондоо уялдаа холбоотой байвал тэдгээрийн талбарууд нэмэгдэж, бие биенээ бэхжүүлдэг. Бие нь соронз болж хувирна (Зураг 7; соронзон орон нь бидэн рүү чиглэнэ; соронзны хойд туйл нь бидэн рүү чиглэнэ).

Цагаан будаа. 7. Элементар соронзны гүйдэл

Амперын энгийн гүйдлийн талаархи таамаглал нь соронзыг халаах, сэгсрэх нь түүний энгийн гүйдлийн дарааллыг алдагдуулж, соронзон шинж чанарыг бууруулдаг. Соронзны туйлуудын салшгүй байдал нь тодорхой болсон: соронзыг таслах цэг дээр бид төгсгөлд нь ижил энгийн гүйдэл авдаг. Соронзон талбарт биеийг соронзлох чадварыг зөв "эргэдэг" энгийн гүйдлийн уялдаа холбоогоор тайлбарладаг (дараагийн хуудаснаас соронзон орон дахь дугуй гүйдлийн эргэлтийн талаар уншина уу).

Амперын таамаглал үнэн болж хувирав - үүнийг физикийн цаашдын хөгжил харуулсан. Анхан шатны гүйдлийн талаархи санаанууд нь 20-р зуунд буюу Амперын гайхалтай таамаглалаас хойш бараг зуу гаруй жилийн дараа үүссэн атомын онолын салшгүй хэсэг болсон.

Соронзон талбарыг цахилгаантай адил хүчний шугам ашиглан графикаар дүрсэлж болно. Соронзон орны шугам буюу соронзон орны индукцийн шугам нь цэг бүр дээрх тангенс нь соронзон орны индукцийн векторын чиглэлтэй давхцдаг шугам юм.

А)	б)	В)

Цагаан будаа. 1.2. Тогтмол гүйдлийн соронзон орны шугам (a),

дугуй гүйдэл (б), соленоид (в)

Цахилгаан шугам шиг хүчний соронзон шугамууд огтлолцохгүй. Тэдгээр нь перпендикуляр гадаргуугийн нэгжийг огтолж буй шугамын тоо нь тухайн байршил дахь соронзон орны соронзон индукцийн хэмжээтэй тэнцүү (эсвэл пропорциональ) байхаар ийм нягтралтайгаар зурсан байна.

Зураг дээр. 1.2, АТогтмол гүйдлийн талбайн шугамуудыг харуулсан бөгөөд тэдгээр нь төвлөрсөн тойрог бөгөөд тэдгээрийн төв нь одоогийн тэнхлэг дээр байрладаг бөгөөд чиглэл нь баруун шурагны дүрмээр тодорхойлогддог (дамжуулагч дахь гүйдэл нь уншигч руу чиглэсэн).

Соронзон индукцийн шугамыг төмрийн үртэс ашиглан "илчлэх" боломжтой бөгөөд тэдгээр нь судалж буй талбарт соронздож, жижиг соронзон зүү шиг ажилладаг. Зураг дээр. 1.2, бдугуй гүйдлийн соронзон орны шугамыг үзүүлэв. Соленоидын соронзон орныг Зураг дээр үзүүлэв. 1.2, В.

Соронзон орны шугамууд хаалттай байна. Хүчний битүү шугамтай талбайнуудыг дуудна эргүүлэгтэй талбайнууд. Соронзон орон нь эргүүлэгтэй талбар гэдэг нь ойлгомжтой. Энэ нь соронзон орон ба электростатикийн хоорондох мэдэгдэхүйц ялгаа юм.

Электростатик талбарт хүчний шугамууд үргэлж нээлттэй байдаг: цахилгаан цэнэгээр эхэлж, дуусдаг. Хүчний соронзон шугамууд нь эхлэл, төгсгөлгүй байдаг. Энэ нь байгальд соронзон цэнэг байхгүйтэй тохирч байна.

1.4. Био-Саварт-Лапласын хууль

Францын физикч Ж.Био, Ф.Савард нар 1820 онд янз бүрийн хэлбэрийн нимгэн утсаар урсах гүйдлийн улмаас үүссэн соронзон орны судалгааг хийжээ. Лаплас Биот, Саварт нарын олж авсан туршилтын өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийж, Биот-Саварт-Лапласын хууль гэж нэрлэгддэг харилцааг бий болгосон.

Энэ хуулийн дагуу аливаа гүйдлийн соронзон орны индукцийг гүйдлийн бие даасан элементар хэсгүүдийн үүсгэсэн соронзон орны индукцийн векторын нийлбэр (суперпозиция) хэлбэрээр тооцоолж болно. Урт гүйдлийн элементийн үүсгэсэн талбайн соронзон индукцийн хувьд Лаплас дараахь томъёог олж авсан.

, (1.3)

хаана байна вектор, модуль нь дамжуулагчийн элементийн урттай тэнцүү ба гүйдлийн чиглэлтэй давхцдаг (Зураг 1.3); – элементээс тодорхойлогдох цэг хүртэл зурсан радиус вектор; – радиус векторын модуль.

Соронзон орон - хүч талбар , хөдөлж буй цахилгаан цэнэг болон биетүүдэд үйлчилдэг соронзон хөдөлгөөний төлөв байдлаас үл хамааран мөч;соронзон цахилгаан соронзон бүрэлдэхүүн хэсэг талбайнууд .

Соронзон орны шугамууд нь төсөөллийн шугамууд бөгөөд талбайн цэг бүр дээрх шүргэгч нь соронзон индукцийн векторын чиглэлтэй давхцдаг.

Соронзон орны хувьд суперпозиция зарчим хүчинтэй байна: орон зайн цэг бүрт соронзон индукцийн вектор Б∑ → B∑→Энэ үед соронзон орны бүх эх үүсвэрээс үүссэн соронзон индукцийн векторуудын вектор нийлбэртэй тэнцүү байна. Бк→ Bk→Энэ үед соронзон орны бүх эх үүсвэрээс үүссэн:

28. Биот-Саварт-Лапласын хууль. Нийт гүйдлийн хууль.

Био-Саварт-Лапласын хуулийн томъёолол нь дараах байдалтай байна: вакуум дотор байрлах битүү гогцоог дамжин тогтмол гүйдэл дамжих үед гогцооноос r0 зайд байрлах цэгийн хувьд соронзон индукц нь хэлбэртэй байна.

I нь хэлхээний гүйдэл юм

Интеграцчлал явагддаг гамма контур

r0 дурын цэг

Нийт одоогийн хууль Энэ нь соронзон орны хүч чадлын вектор ба гүйдлийн эргэлтийг холбосон хууль юм.

Хэлхээний дагуух соронзон орны хүч чадлын векторын эргэлт нь энэ хэлхээнд хамрагдсан гүйдлийн алгебрийн нийлбэртэй тэнцүү байна.

29. Гүйдэл дамжуулагчийн соронзон орон. Тойрог гүйдлийн соронзон момент.

30. Гүйдэл дамжуулагчийн соронзон орны нөлөө. Амперын хууль. Гүйдлийн харилцан үйлчлэл .

F = B I l sinα ,

Хаана α - соронзон индукц ба гүйдлийн векторуудын хоорондох өнцөг;Б - соронзон орны индукц,I - дамжуулагч дахь гүйдлийн хүч,л - дамжуулагчийн урт.

Гүйдлийн харилцан үйлчлэл. Хэрэв хоёр утас тогтмол гүйдлийн хэлхээнд холбогдсон бол: Цуваа холбосон зэрэгцээ, ойрхон зайтай дамжуулагчид бие биенээ түлхэнэ. Зэрэгцээ холбогдсон дамжуулагчид бие биенээ татдаг.

31. Хөдөлгөөнт цэнэгт цахилгаан ба соронзон орны нөлөө. Лоренцын хүч.

Лоренцын хүч - хүч чадал, түүнтэй хамт цахилгаан соронзон орон сонгодог (квант бус) дагуу электродинамик дээр ажилладаг цэг цэнэглэгдсэн бөөмс. Заримдаа Лоренцын хүчийг хөдөлж буй биетэд хурдтай үйлчлэх хүч гэж нэрлэдэг цэнэглэх зөвхөн гаднаас нь соронзон орон, ихэвчлэн бүрэн хүч - ерөнхийдөө цахилгаан соронзон орноос , өөрөөр хэлбэл гаднаас нь цахилгаан Тэгээд соронзон талбайнууд.

32. Соронзон орны бодист үзүүлэх нөлөө. Диа-, пара- ба ферромагнетууд. Соронзон гистерезис.

Б= Б 0 + Б 1

Хаана Б⃗ B→ - бодис дахь соронзон орны индукц; Б⃗ 0 B→0 - вакуум дахь соронзон орны индукц; Б⃗ 1 B→1 - бодисын соронзлолын улмаас үүссэн талбайн соронзон индукц.

Соронзон нэвчилт нь нэгдлээс бага зэрэг бага байдаг бодисууд (μ< 1), называются диамагнит материал, нэгдлээс бага зэрэг их (μ > 1) - парамагнит.

ферромагнет - үзэгдэл ажиглагдаж буй бодис буюу материал ферромагнетизм, өөрөөр хэлбэл, Кюригийн температураас доогуур температурт аяндаа соронзлолын харагдах байдал.

Соронзон гистерезис - үзэгдэл хамаарал вектор соронзлол Тэгээд вектор соронзон хүч талбайнууд В бодис Үгүй зөвхөн -аас хавсаргасан гадаад талбайнууд, Гэхдээ Тэгээд -аас дэвсгэр энэ дээжээс