Mwingiliano wa malipo ya kusonga. Kitendo cha malipo ya kusonga (mikondo ya umeme) kwa kila mmoja hutofautiana na mwingiliano wa Coulomb wa malipo ya stationary.
Uingiliano wa mashtaka ya kusonga huitwa magnetic.
Mifano ya udhihirisho wa mwingiliano wa sumaku:
* kivutio au kukataa kwa conductors mbili sambamba na sasa;
* magnetism ya vitu fulani, kwa mfano, ore ya chuma ya magnetic, ambayo sumaku za kudumu zinafanywa; kugeuza mshale wa mwanga uliotengenezwa kwa nyenzo za sumaku karibu na kondakta anayebeba sasa
* mzunguko wa sura na sasa katika uwanja wa sumaku.
*
Mwingiliano wa sumaku unafanywa kupitia uwanja wa sumaku.
Sehemu ya sumaku ni aina maalum ya uwepo wa maada.
Tabia za uwanja wa sumaku:
* yanayotokana na malipo ya kusonga (umeme wa sasa) au kubadilisha shamba la umeme;
*inatambuliwa na athari yake kwenye mkondo wa umeme au sindano ya sumaku.
Vector ya induction ya magnetic. Majaribio yanaonyesha kuwa uwanja wa sumaku hutoa athari ya mwelekeo kwenye mzunguko wa sasa wa kubeba na sindano ya sumaku, na kuwalazimisha kupatana katika mwelekeo fulani. Kwa hiyo, kwa sifa ya shamba la magnetic, wingi lazima utumike, mwelekeo ambao unahusiana na mwelekeo wa kitanzi cha sasa cha kubeba au sindano ya magnetic katika uwanja wa magnetic. Kiasi hiki kinaitwa vekta ya induction ya sumaku B.
Mwelekeo wa vector ya induction ya magnetic inachukuliwa kuwa:
* mwelekeo wa chanya ya kawaida kwa ndege ya mzunguko na sasa,
* mwelekeo wa ncha ya kaskazini ya sindano ya sumaku iliyowekwa kwenye uwanja wa sumaku.
Moduli ya vekta B ni sawa na uwiano wa torque ya juu inayofanya kazi kwenye fremu na sasa katika sehemu fulani kwenye uwanja hadi bidhaa ya nguvu ya sasa I na eneo la mzunguko S.
B = Mmax/(I·S). (1)
Torque M inategemea mali ya uwanja na imedhamiriwa na bidhaa I·S.
Thamani ya vector ya induction ya magnetic, imedhamiriwa na formula (1), inategemea tu mali ya shamba.
Sehemu ya kipimo B ni 1 Tesla.
Uwakilishi wa mchoro wa nyanja za sumaku. Mistari ya induction ya sumaku (mistari ya uwanja wa sumaku) hutumiwa kuonyesha taswira sehemu za sumaku. Mstari wa induction ya sumaku ni mstari katika kila hatua ambayo vector ya induction ya sumaku inaelekezwa kwa tangentially kwake.
Mistari ya induction ya sumaku ni mistari iliyofungwa.
Mifano ya nyanja za sumaku:
1. Kondakta moja kwa moja na sasa
Mistari ya uingilizi wa sumaku ni miduara iliyokolea inayozingatia kondakta.
2. Mzunguko wa sasa
Mwelekeo wa vector ya induction magnetic ni kuhusiana na mwelekeo wa sasa katika mzunguko na utawala wa screw haki.
3. Solenoid na sasa
Ndani ya solenoid ndefu na sasa, uwanja wa sumaku ni sare na mistari ya induction ya sumaku ni sawa kwa kila mmoja. Mwelekeo B na mwelekeo wa sasa katika zamu za solenoid zinahusiana na sheria ya screw ya kulia.
Kanuni ya superposition ya mashamba. Ikiwa katika eneo lolote la nafasi kuna superposition ya mashamba kadhaa ya magnetic, basi vector ya induction ya magnetic ya shamba kusababisha ni sawa na jumla ya vector ya inductions ya mashamba ya mtu binafsi:
B = SBi
Matukio ya umeme na magnetic yamejulikana kwa wanadamu tangu nyakati za kale, baada ya yote, umeme ulionekana, na watu wengi wa kale walijua kuhusu sumaku zinazovutia metali fulani. Betri ya Baghdad, iliyovumbuliwa miaka 4000 iliyopita, ni moja ya ushahidi kwamba muda mrefu kabla ya siku zetu, wanadamu walitumia umeme, na inaonekana walijua jinsi inavyofanya kazi. Walakini, inaaminika kuwa hadi mwanzoni mwa karne ya 19, umeme na sumaku zilizingatiwa kila wakati kando kutoka kwa kila mmoja, zilikubaliwa kama matukio yasiyohusiana, na zilikuwa za matawi tofauti ya fizikia.
Utafiti wa uwanja wa sumaku ulianza mnamo 1269, wakati mwanasayansi wa Ufaransa Peter Peregrine (Knight Pierre wa Mericourt) aliweka alama ya uwanja wa sumaku juu ya uso wa sumaku ya spherical kwa kutumia sindano za chuma na kuamua kuwa mistari iliyosababishwa ya uwanja wa sumaku iliingiliana kwa sehemu mbili, ambayo. aliita "fito." kwa mlinganisho na miti ya Dunia.
Oersted, katika majaribio yake, mnamo 1819 tu aligundua kupotoka kwa sindano ya dira iliyo karibu na kondakta anayebeba sasa, na kisha mwanasayansi akahitimisha kuwa kulikuwa na aina fulani ya uhusiano kati ya matukio ya umeme na sumaku.
Miaka 5 baadaye, mnamo 1824, Ampere aliweza kuelezea kihesabu mwingiliano wa kondakta anayebeba sasa na sumaku, na vile vile mwingiliano wa waendeshaji na kila mmoja, kwa hivyo ilionekana: "nguvu inayofanya kazi kwa kondakta anayebeba sasa. iliyowekwa katika uga wa sumaku sare ni sawia na urefu wa kondakta, nguvu ya sasa na sine ya pembe kati ya vekta ya induction ya sumaku na kondakta."
Kuhusu athari za sumaku kwa sasa, Ampere alipendekeza kuwa kuna mikondo ya microscopic iliyofungwa ndani ya sumaku ya kudumu, ambayo huunda uwanja wa sumaku wa sumaku, unaoingiliana na uwanja wa sumaku wa kondakta anayebeba sasa.
Kwa mfano, kwa kusonga sumaku ya kudumu karibu na kondakta, unaweza kupata sasa ya pulsating ndani yake, na kwa kutumia sasa ya pulsating kwa moja ya coils, juu ya msingi wa chuma wa kawaida ambayo coil ya pili iko, sasa pulsating mapenzi. pia huonekana kwenye coil ya pili.
Miaka 33 baadaye, mnamo 1864, Maxwell aliweza kujumlisha kihesabu matukio ya umeme na sumaku - aliunda. nadharia ya uwanja wa sumakuumeme, kulingana na ambayo uwanja wa sumakuumeme ni pamoja na uwanja wa umeme na sumaku zilizounganishwa. Kwa hivyo, shukrani kwa Maxwell, umoja wa kisayansi wa kihesabu wa matokeo ya majaribio ya awali katika electrodynamics uliwezekana.
Matokeo ya hitimisho hili muhimu la Maxwell lilikuwa utabiri wake kwamba, kimsingi, mabadiliko yoyote katika uwanja wa sumaku-umeme yanapaswa kusababisha mawimbi ya sumakuumeme ambayo yanaenea angani na kwenye media ya dielectric kwa kasi fulani ya kikomo, ambayo inategemea nguvu za sumaku na dielectric. ya njia ya uenezi wa wimbi.
Kwa utupu, kasi hii iligeuka kuwa sawa na kasi ya mwanga, na kwa hiyo Maxwell alipendekeza kuwa mwanga pia ni wimbi la umeme, na dhana hii ilithibitishwa baadaye (ingawa muda mrefu kabla ya majaribio ya Oersted, Jung alionyesha asili ya wimbi la mwanga) .
Maxwell aliunda msingi wa hisabati wa sumaku-umeme, na mnamo 1884 milinganyo maarufu ya Maxwell ilionekana katika fomu yao ya kisasa. Mnamo 1887, Hertz alithibitisha nadharia ya Maxwell kuhusu: mpokeaji atarekodi mawimbi ya sumakuumeme yaliyotumwa na transmita.
Classical electrodynamics husoma nyanja za sumakuumeme. Ndani ya mfumo wa mienendo ya umeme ya quantum, mionzi ya sumakuumeme inachukuliwa kama mkondo wa fotoni, ambayo mwingiliano wa sumakuumeme hubebwa na chembe za wabebaji - fotoni - bosons za vekta nyingi, ambazo zinaweza kuwakilishwa kama msisimko wa kimsingi wa uwanja wa sumakuumeme. Kwa hivyo, photon ni quantum ya uwanja wa umeme kutoka kwa mtazamo wa electrodynamics ya quantum.
Mwingiliano wa sumakuumeme unaonekana leo kuwa mojawapo ya mwingiliano wa kimsingi katika fizikia, na uwanja wa sumakuumeme ni mojawapo ya nyanja za kimsingi za kimwili pamoja na nyuga za mvuto na chachu.
Tabia za kimwili za uwanja wa umeme
Uwepo wa uwanja wa umeme au sumaku, au zote mbili, katika nafasi unaweza kuhukumiwa kwa hatua ya nguvu inayofanywa na uwanja wa sumakuumeme kwenye chembe iliyochajiwa au kwenye mkondo.
Sehemu ya umeme hufanya kazi kwa malipo ya umeme, ya kusonga na ya kusimama, kwa nguvu fulani, kulingana na nguvu ya uwanja wa umeme katika hatua fulani katika nafasi kwa wakati fulani, na kwa thamani ya malipo ya mtihani q.
Kujua nguvu (ukubwa na mwelekeo) ambayo uwanja wa umeme hufanya juu ya malipo ya mtihani, na kujua ukubwa wa malipo, tunaweza kupata nguvu ya shamba la umeme E katika hatua fulani katika nafasi.
Shamba la umeme linaundwa na malipo ya umeme, mistari yake ya nguvu huanza kwa malipo mazuri (masharti ya mtiririko kutoka kwao), na kuishia kwa malipo mabaya (kwa masharti ya mtiririko ndani yao). Kwa hivyo, malipo ya umeme ni vyanzo vya uwanja wa umeme. Chanzo kingine cha uwanja wa umeme ni kubadilisha shamba la sumaku, kama inavyoonyeshwa kihisabati Milinganyo ya Maxwell.
Nguvu inayofanya kazi kwenye chaji ya umeme kutoka kwa uwanja wa umeme ni sehemu ya nguvu inayofanya kazi kwa malipo fulani kutoka kwa uwanja wa sumaku-umeme.
Uga wa sumaku huundwa kwa kusongesha chaji za umeme (mikondo) au sehemu za umeme zinazotofautiana wakati (kama inavyothibitishwa na milinganyo ya Maxwell), na hufanya kazi tu kwenye chaji za umeme zinazosonga.
Nguvu ya uwanja wa sumaku kwenye malipo ya kusonga ni sawia na induction ya uwanja wa sumaku, ukubwa wa malipo ya kusonga, kasi ya harakati zake na sine ya pembe kati ya vekta ya induction ya shamba la sumaku na mwelekeo wa kasi ya sumaku. malipo. Nguvu hii mara nyingi huitwa nguvu ya Lorentz, lakini ni sehemu yake ya "sumaku".
Kwa kweli, nguvu ya Lorentz inajumuisha vipengele vya umeme na magnetic. Sehemu ya sumaku huundwa kwa kusonga malipo ya umeme (mikondo), mistari yake ya nguvu imefungwa kila wakati na kuzunguka sasa.
Upanuzi na kuongezeka kwa utafiti katika matukio ya umeme imesababisha ugunduzi na utafiti wa mali mpya ya sasa ya umeme. Mnamo 1820, majaribio ya G. H. Oersted juu ya kutazama hatua ya sasa kwenye sindano ya sumaku yalichapishwa na kuonyeshwa, ambayo iliamsha shauku kubwa kati ya wanasayansi kutoka nchi tofauti na ilizidishwa na kuendelezwa katika kazi zao.
Brosha ndogo ya Oersted (chini ya kurasa 5) "Majaribio Kuhusu Athari ya Migogoro ya Umeme kwenye Sindano ya Sumaku" iliunda hisia kati ya wanafizikia wa Ulaya.
Ikumbukwe ni hitimisho la Oersted kwamba "mgogoro wa umeme" (yaani, harakati za kukabiliana na "jambo la umeme" chanya na hasi) katika kondakta "... sio tu kwa waya inayoendesha, lakini ina nyanja pana ya shughuli karibu na hii. waya... Huu mzozo huunda kizunguzungu kuzunguka waya.”
Ni dhahiri kwamba Oersted alikosea kwa kuamini kwamba sindano ya sumaku inathiriwa na mgongano wa umeme usio tofauti. Lakini Oersted alitoa dhana kuhusu uhusiano kati ya matukio ya umeme na sumaku katika mojawapo ya kazi zake, iliyochapishwa huko nyuma mwaka wa 1812: "Inapaswa kujaribiwa ikiwa umeme katika hatua yake iliyofichwa zaidi hautoi athari yoyote kwenye sumaku, hivyo."
Mara tu baada ya kuchapishwa kwa kijitabu hiki (mnamo 1820), mwanafizikia wa Ujerumani Johann X. S. Schweigger (1779-1857) alipendekeza kutumia kupotoka kwa sindano ya sumaku na mkondo wa umeme ili kuunda chombo cha kwanza cha kupimia - kiashiria cha sasa.
Kifaa chake, kinachoitwa "multiplier" (yaani, kuzidisha), kilikuwa sindano ya magnetic iliyowekwa ndani ya sura yenye zamu za waya. Hata hivyo, kutokana na ushawishi wa magnetism ya kidunia kwenye sindano ya magnetic ya multiplier, usomaji wake haukuwa sahihi.
Ampere mnamo 1821 ilionyesha uwezekano wa kuondoa ushawishi wa sumaku ya ardhini kwa msaada wa jozi ya astatic, ambayo ni sindano ya chini ya sumaku iliyowekwa kwenye mhimili wa kawaida wa shaba na iko sambamba na kila mmoja, na miti inakabiliwa kwa mwelekeo tofauti.
Mnamo 1825, profesa wa Florentine Leopoldo Pobili (1784-1835) alichanganya wanandoa wa astatic na kizidisha na hivyo kuunda kifaa nyeti zaidi - mfano wa galvanometer.
Mnamo 1820, D. F. Arago aligundua jambo jipya - magnetization ya kondakta na sasa inapita ndani yake. Ikiwa waya wa shaba uliounganishwa kwenye nguzo za safu ya voltaic ulitumbukizwa kwenye vichungi vya chuma, waya wa shaba ungeshikamana nayo sawasawa. Wakati mkondo ulipozimwa, vumbi la mbao lilibaki nyuma. Wakati Arago alichukua waya wa chuma (uliotengenezwa kwa chuma laini) badala ya waya wa shaba, ulitiwa sumaku kwa muda. Kipande cha chuma kilicho na magnetization hiyo ikawa sumaku ya kudumu.
Kwa pendekezo la Ampere, Arago alibadilisha waya moja kwa moja na ond ya waya, wakati sumaku ya sindano iliyowekwa ndani ya ond iliongezeka. Hivi ndivyo solenoid iliundwa. Majaribio ya Arago yalikuwa ya kwanza kuthibitisha asili ya umeme ya magnetism na uwezekano wa magnetizing chuma na sasa ya umeme.
Katika mchakato wa utafiti, Arago aligundua (mnamo 1824) jambo lingine jipya, ambalo aliliita "magnetism ya mzunguko" na lilijumuisha ukweli kwamba wakati sahani ya chuma (shaba) inapozunguka juu ya sindano ya sumaku (au chini yake), ya mwisho pia. inakuja kwenye mzunguko. Wala Arago mwenyewe au Ampere hawakuweza kuelezea jambo hili. Ufafanuzi sahihi wa jambo hili ulitolewa na Faraday tu baada ya ugunduzi wa jambo la induction ya umeme.
Hatua mpya kutoka kwa uchunguzi wa ubora wa hatua ya sasa kwenye sumaku hadi uamuzi wa utegemezi wa kiasi ilikuwa kuanzishwa na wanasayansi wa Kifaransa Jean Baptiste Biot (1774-1862) na Felix Savard (1791-1841) wa sheria ya hatua ya sasa. kwenye sumaku.
Baada ya kufanya mfululizo wa majaribio, walianzisha (1820) yafuatayo: "ikiwa waya wa urefu usio na kikomo na mkondo wa volt unaopita ndani yake hufanya kazi kwenye chembe ya sumaku ya kaskazini au ya kusini iko katika umbali unaojulikana kutoka katikati ya waya; basi matokeo ya nguvu zote zinazotoka kwa waya huelekezwa kwa umbali mfupi zaidi wa chembe kutoka kwa waya, na athari ya jumla ya waya kwenye kipengele chochote cha sumaku (kusini au kaskazini) ni sawia na umbali wa mwisho. waya.”
Ugunduzi wa sehemu ya tangential ya nguvu ilifanya iwezekanavyo kuelezea hali ya mzunguko wa harakati ya kondakta kuhusiana na sumaku. Mwanasayansi wa Ufaransa Pierre Simon Laplace (1749-1827) baadaye alionyesha kuwa nguvu iliyoundwa na sehemu ndogo ya kondakta inatofautiana kinyume na mraba wa umbali.
Umuhimu muhimu zaidi wa kisayansi na mbinu katika kupanua utafiti wa matukio mapya ulikuwa kazi za mmoja wa wanasayansi wakubwa wa Kifaransa, André Marie Ampere (1775-1836), ambaye aliweka misingi ya electrodynamics.
Ampere alikuwa mtu mwenye vipawa visivyo vya kawaida. Licha ya ukweli kwamba hakuwa na nafasi ya kusoma shuleni, hakuwa na walimu, isipokuwa baba yake, mfanyabiashara aliyeelimika sana, na uvumilivu wa kushangaza, ujuzi wa kujitegemea, akawa mmoja wa watu walioelimika zaidi wa wakati wake.
Fizikia na hisabati, unajimu na kemia, zoolojia na falsafa - katika sayansi hizi zote maarifa ya encyclopedic ya Ampere yalidhihirishwa wazi. Alikuwa na umri wa miaka 13 tu alipowasilisha kazi yake ya kwanza ya hisabati kwa Chuo cha Sayansi, Barua na Sanaa cha Lyon. Kufikia umri wa miaka 14, alikuwa amesoma vitabu vyote 20 vya “Encyclopedia” maarufu ya Diderot na d'Alembert, na kufikia umri wa miaka 18, alikuwa amesoma kikamilifu kazi za L. Euler, D. Boriulli na J. Lagrange. , alijua Kilatini na lugha kadhaa za kigeni.
Maisha ya kibinafsi ya Ampère yalijaa matukio ya kutisha: akiwa mvulana wa miaka 18, alishtushwa na mauaji ya baba yake kama mfuasi wa Girondins (1793), miaka michache baadaye alimzika mke wake mpendwa; Hatima ya binti yake ilikuwa ya kusikitisha sana - ilisababisha ugonjwa mbaya wa moyo, ambao ulimleta kaburini.
Lakini licha ya mvutano huo mkubwa wa neva, Ampere aliweza kupata nguvu ya kujihusisha bila kuchoka katika utafiti wa kimsingi wa kisayansi na kutoa mchango usiofifia kwa hazina ya ustaarabu wa ulimwengu.
Utafiti wake katika uwanja wa sumaku-umeme ulifungua ukurasa mpya katika historia ya uhandisi wa umeme. Na wakati wa kusoma matukio haya, uwezo wa kushangaza wa Ampere ulijidhihirisha wazi.
Alijifunza kwanza kuhusu majaribio ya Oersted katika mkutano wa Chuo cha Sayansi cha Paris, ambako yalirudiwa na Arago wakati wa ujumbe wake. Pamoja na kuvutiwa, Ampere alihisi umuhimu wa ugunduzi huu, ingawa hapo awali hakuwa amesoma matukio ya sumakuumeme.
Na haswa wiki moja baadaye (wiki moja tu!) Mnamo Septemba 18, 1820, Ampere anazungumza katika mkutano wa Chuo hicho na ripoti juu ya mwingiliano wa mikondo na sumaku, na kisha karibu mfululizo - wiki baada ya wiki (mikutano ya washiriki wa sumaku). Chuo cha Sayansi kilifanyika kila wiki) anawasilisha matokeo kwa wanasayansi wakuu wa Ufaransa ujumla wake wa majaribio na kinadharia, ambao baadaye ulionekana katika kazi yake maarufu juu ya umeme.
Katika mojawapo ya barua zake, Ampere anasisitiza kwamba "aliunda nadharia mpya ya sumaku, akipunguza matukio yote kuwa matukio ya galvanism." Mantiki ya jumla yake ni ya kushangaza: ikiwa mkondo ni sumaku, basi mikondo miwili lazima iingiliane kama sumaku. Sasa hii inaonekana wazi, lakini kabla ya Ampere hakuna mtu aliyeionyesha waziwazi. Ujuzi mzuri katika uwanja wa hisabati ulimruhusu Ampere kujumlisha utafiti wake kinadharia na kuunda sheria maarufu inayoitwa jina lake.
Kazi ya kifalsafa ya Ampere “Insha juu ya Falsafa ya Sayansi, au Ufafanuzi wa Kichanganuzi wa Uainishaji Asilia wa Maarifa Yote ya Binadamu” (1834) inastahili kuzingatiwa. Siku hizi, kazi nyingi zimechapishwa juu ya masomo ya kisayansi, "sayansi ya sayansi." Kwa "Uainishaji" wake Ampere aliweka misingi ya uwanja huu muhimu wa ujuzi wa kisayansi zaidi ya miaka mia moja iliyopita.
Wacha tuangalie kwa karibu kazi ya Ampere katika uwanja wa sumaku-umeme.
Hebu tuangalie kwanza kabisa kwamba Ampere alikuwa wa kwanza kuanzisha neno "umeme wa sasa" na dhana ya mwelekeo wa sasa wa umeme. Kwa njia, ndiye aliyependekeza kuzingatia "mwendo wa umeme chanya" (kutoka pamoja na minus katika mzunguko wa nje) kama mwelekeo wa sasa.
Kuchunguza kupotoka kwa sindano ya sumaku chini ya ushawishi wa sasa inapita kupitia kondakta, Ampere aliweza kuunda sheria ambayo inaruhusu mtu kuamua mwelekeo wa kupotoka kwa sindano kulingana na mwelekeo wa mkondo kwenye kondakta.
Sheria hii wakati huo ilijulikana sana kama "kanuni ya kuogelea" na iliundwa kama ifuatavyo: "Ikiwa mtu anajiweka kiakili ili mkondo upite kwa mwelekeo kutoka kwa miguu ya mwangalizi hadi kichwa chake na ili uso wake ugeuzwe. sindano ya sumaku, kisha chini ya ushawishi wa mkondo, ncha ya kaskazini ya sindano ya sumaku daima itakengeuka kwenda kushoto.”
Masomo ya Ampere ya mwingiliano wa mikondo ya mviringo na ya mstari yalikuwa muhimu sana. Alishughulikia masomo haya kwa kuzingatia hoja zifuatazo: ikiwa sumaku ni sawa katika mali yake na coil au kondakta wa pete inayozunguka mkondo, basi mikondo miwili ya mviringo inapaswa kutenda kwa kila mmoja kama sumaku mbili.
Baada ya kugundua mwingiliano wa mikondo ya mviringo, Ampere ilianza kutafiti mikondo ya mstari. Kwa kusudi hili, alijenga kinachojulikana kama "mashine ya Ampere", ambayo kondakta mmoja anaweza kubadilisha nafasi ya jamaa na kondakta mwingine. Wakati wa majaribio haya, iligundulika kuwa mikondo miwili ya mstari huvutia au kurudisha nyuma kila mmoja, kulingana na ikiwa mikondo ina mwelekeo sawa au tofauti.
Msururu wa majaribio haya uliruhusu Ampere kuanzisha sheria ya mwingiliano wa mikondo ya mstari: "Mikondo miwili inayofanana na inayoelekezwa sawa inaendeshwa kwa pande zote, ilhali mikondo miwili inayofanana na iliyoelekezwa kinyume inarudishwa kwa pande zote." Ampere alipendekeza kutaja matukio yaliyogunduliwa kuwa "electrodynamic" tofauti na matukio ya kielektroniki.
Akitoa muhtasari wa matokeo ya kazi yake ya majaribio, Ampere alipata usemi wa kihisabati kwa nguvu ya mwingiliano wa mikondo, kama vile Coulomb alivyofanya kuhusiana na mwingiliano wa chaji tuli. Ampere alitatua tatizo hili kwa kutumia mbinu ya uchanganuzi, kwa kuzingatia kanuni za Newton za mwingiliano wa watu wengi na kulinganisha na watu hawa vipengele viwili vya sasa, vilivyowekwa kiholela katika nafasi. Wakati huo huo, Ampere alidhani kuwa mwingiliano wa vipengele vya sasa hutokea kwa mstari wa moja kwa moja unaounganisha katikati ya vipengele hivi, na kwamba ni sawa na urefu wa vipengele vya sasa na mikondo yenyewe. Kumbukumbu ya kwanza ya Ampere juu ya mwingiliano wa mikondo ya umeme ilichapishwa mnamo 1820.
Nadharia ya umeme ya Ampere iliwekwa katika insha yake "Nadharia ya Phenomena ya Electrodynamic Imetolewa Pekee kutoka kwa Uzoefu," iliyochapishwa huko Paris mnamo 1826-1827. Ampere ilipata usemi unaojulikana wa hisabati kwa sheria ya mwingiliano kati ya vipengele viwili vya sasa.
Kulingana na kazi za watangulizi wake, na vile vile juu ya matokeo muhimu ya utafiti wake, Ampere alifikia hitimisho mpya juu ya sababu ya matukio ya sumaku.
Akikanusha kuwepo kwa vimiminika maalum vya sumaku, Ampere alisema kuwa uga wa sumaku ni wa asili ya umeme. Alipunguza matukio yote ya sumaku kuwa "vitendo vya umeme tu." Kulingana na utambulisho wa hatua ya mikondo ya mviringo na sumaku, Ampere alifikia hitimisho kwamba sumaku ya chembe ni kutokana na kuwepo kwa mikondo ya mviringo katika chembe hii, na mali ya sumaku kwa ujumla imedhamiriwa na mikondo ya umeme. iko katika ndege perpendicular kwa mhimili wake.
Ampere alisisitiza kwamba “... mikondo hii inayozunguka mhimili wa sumaku ipo kweli, au, tuseme, kwamba usumaku ni operesheni ambayo chembechembe zilianza kupewa uwezo wa kusisimua mikondo hii kitendo kile kile cha kielektroniki kilicho katika voltaic. safu... Matukio ya sumaku husababishwa na umeme pekee... hakuna tofauti kati ya nguzo mbili za sumaku, kwa kuwa nafasi yake inalinganishwa na mikondo ambayo sumaku hiyo imeundwa.”
Dhana ya mikondo ya duara ya molekuli iliyotengenezwa na Ampere ilikuwa hatua mpya ya kimaendeleo kuelekea tafsiri ya kimaada ya asili ya matukio ya sumaku.
Ampere mnamo 1820 alionyesha wazo la uwezekano wa kuunda telegraph ya umeme kulingana na mwingiliano wa kondakta na sindano ya sasa na ya sumaku. Hata hivyo, Ampere alipendekeza kuchukua “kondakta na sindano nyingi za sumaku kama ilivyo herufi..., na kuweka kila herufi kwenye sindano tofauti.” Kwa wazi, muundo huo wa telegraph ungekuwa mbaya sana na wa gharama kubwa, ambayo inaonekana ilizuia utekelezaji wa vitendo wa pendekezo la Ampere. Ilichukua muda kutafuta njia ya kweli zaidi ya kuunda telegraph.
Umuhimu wa kazi ya Ampere kwa sayansi ulikuwa mkubwa sana. Kwa utafiti wake, Ampere alithibitisha umoja wa umeme na sumaku na akakanusha kwa uthabiti maoni yaliyopo juu ya maji ya sumaku. Sheria za mwingiliano wa mitambo ya mikondo ya umeme iliyoanzishwa na yeye ni kati ya uvumbuzi mkubwa zaidi katika uwanja wa umeme.
Mchango bora wa Ampere ulipata sifa kubwa zaidi (mnamo 1881). Kongamano la Kwanza la Kimataifa la Umeme lilitoa jina "Ampere" kwa kitengo cha sasa. Alistahili kuitwa "Newton ya umeme." Alikuwa mwanachama wa Chuo cha Sayansi cha Paris (tangu 1814), na Vyuo vingine vingi vya ulimwengu, pamoja na St. Petersburg (tangu 1830).
Veselovsky O. N. Shneiberg A. Ya "Insha juu ya historia ya uhandisi wa umeme"
1. Vitu vinavyovutia vitu vya chuma vinaitwa...
2. Mwingiliano wa kondakta na sindano ya sasa na ya sumaku uligunduliwa kwanza na mwanasayansi wa Denmark...
3. Nguvu za mwingiliano hutokea kati ya kondakta zinazobeba sasa, ambazo huitwa...
4. Mistari ambayo shoka za sindano ndogo za sumaku ziko kwenye uwanja wa sumaku huitwa ...
5. Mistari ya uga wa sumaku ni...mipingo ambayo hufunga kondakta.
6. Sehemu ya magnetic karibu na conductor ya sasa inaweza kugunduliwa, kwa mfano, ...
7. Ikiwa sumaku imevunjwa katikati, basi kipande cha kwanza na kipande cha pili cha sumaku kina nguzo ...
8. Miili inayohifadhi sumaku kwa muda mrefu inaitwa...
9. Sehemu za sumaku ambapo athari za sumaku zina nguvu zaidi huitwa...
- Karibu na kondakta anayebeba mkondo kuna ...
- Chanzo cha uga wa sumaku ni...
- Nguzo zile zile za sumaku ni..., na nguzo zilizo kinyume ni...
Mtihani
Juu ya mada: Sehemu ya sumaku na induction ya sumakuumeme.
Chaguo 1
1. Nani aligundua jambo la introduktionsutbildning electromagnetic?
A) Kupitishwa; B) Pendenti; B) Volta; D) Ampere; D) Faraday; E) Maxwell
2. Miongozo ya coil ya waya ya shaba imeunganishwa na galvanometer nyeti. Je, ni katika majaribio gani yafuatayo ambayo galvanometer itatambua tukio la EMF EMF kwenye coil?
A) Sumaku ya kudumu imeingizwa kwenye coil;
B) Sumaku ya kudumu imeondolewa kwenye coil;
B) Sumaku ya kudumu huzunguka mhimili wake wa longitudinal ndani ya coil.
3. Ni nini jina la wingi wa kimwili sawa na bidhaa ya moduli B ya induction ya shamba la sumaku na eneo S la uso uliopenya na uwanja wa sumaku na cosine ya pembe α kati ya vekta B na ya kawaida. n kwa uso huu?
A) Inductance; B) Fluji ya magnetic; B) Uingizaji wa magnetic;
D) Kujiingiza; D) Nishati ya shamba la sumaku.
4. Ni misemo gani kati ya zifuatazo huamua emf iliyosababishwa katika kitanzi kilichofungwa?
A B C D)
5. Wakati sumaku ya strip inasukumwa ndani na nje ya pete ya chuma, sasa iliyosababishwa hutokea kwenye pete. Sasa hii inajenga uwanja wa magnetic. Ambayo nguzo inakabiliwa na uwanja wa sumaku wa sasa katika pete: 1) pole ya kaskazini ya sumaku iliyosukuma; 2) pole ya kaskazini ya sumaku inayoweza kurudishwa.
A) 1-kaskazini, 2-kaskazini; B) 1 - kusini, 2 - kusini;
B) 1 - kusini, 2 - kaskazini; D) 1 - kaskazini, 2 - kusini.
6. Jina la kitengo cha kipimo cha flux magnetic ni nini?
A) Tesla; B) Weber; B) Gauss; D) Farad; D) Henry.
7. Kitengo cha kipimo cha kiasi gani cha kimwili ni 1 Henry?
A) Uingizaji wa uwanja wa sumaku; B) Uwezo wa umeme; B) Kujiingiza;
D) flux ya magnetic; D) Inductance.
8. Ni usemi gani huamua uhusiano kati ya kujiingiza na nguvu ya sasa katika coil?
A B C D)
9. Nguvu gani ya sasa katika mzunguko na inductance ya 5 mH inajenga flux magnetic Ф=2 * 10 -2 Wb?
10. Ni thamani gani ya nishati ya uwanja wa sumaku wa coil na inductance ya 5 H. Kwa nguvu ya sasa ya 400 mA.
11. Fluji ya sumaku kupitia mzunguko katika 5 * 10 -2 s ilipungua kwa usawa kutoka 10 mWb hadi 0 mWb. Je, ni thamani gani ya emf iliyoingizwa kwenye mzunguko wakati huu?
A) 510 V; B) 0.1V; B) 0.2 V; D) 0.4 V; D) 1 V; E) 2 V.
12. Cable yenye cores 150, ambayo kila mmoja hubeba sasa ya 50 mN, imewekwa kwenye shamba la magnetic na induction ya 1.7 Tesla, perpendicular kwa mwelekeo wa sasa. Urefu wa kazi wa cable ni cm 60. Tambua nguvu inayofanya kwenye cable.
Chaguo la 2
1. Je, ni jina gani la uzushi wa tukio la sasa la umeme katika mzunguko uliofungwa wakati flux ya magnetic kupitia mzunguko inabadilika?
A) Uingizaji wa kielektroniki; B) jambo la magnetization;
B) Nguvu ya Ampere; D) Nguvu ya Lorentz; D) Electrolysis;