Tương tác của các điện tích chuyển động. Tác dụng của các điện tích chuyển động (dòng điện) lên nhau khác với tương tác Coulomb của các điện tích đứng yên.
Sự tương tác của các điện tích chuyển động được gọi là từ tính.
Ví dụ về các biểu hiện của tương tác từ:
* Lực hút hoặc đẩy của hai dây dẫn song song có dòng điện;
* từ tính của một số chất, ví dụ, quặng sắt từ tính, từ đó tạo ra nam châm vĩnh cửu; quay một mũi tên ánh sáng làm bằng vật liệu từ tính gần một dây dẫn mang dòng điện
* quay khung với dòng điện trong từ trường.
*
Tương tác từ được thực hiện thông qua một từ trường.
Từ trường là một dạng tồn tại đặc biệt của vật chất.
Tính chất của từ trường:
* được tạo ra bởi các điện tích chuyển động (dòng điện) hoặc điện trường xoay chiều;
*được phát hiện nhờ tác động của nó lên dòng điện hoặc kim từ.
Vector cảm ứng từ. Các thí nghiệm cho thấy từ trường tạo ra tác dụng định hướng lên mạch mang dòng điện và kim từ, buộc chúng phải thẳng hàng theo một hướng nhất định. Do đó, để mô tả đặc điểm của từ trường, phải sử dụng một đại lượng, hướng của đại lượng này liên quan đến hướng của vòng dây mang dòng điện hoặc kim từ trong từ trường. Đại lượng này được gọi là vectơ cảm ứng từ B.
Hướng của vectơ cảm ứng từ được chọn là:
* hướng của pháp tuyến dương so với mặt phẳng của mạch mang dòng điện,
* Hướng cực Bắc của kim nam châm đặt trong từ trường.
Môđun của vectơ B bằng tỷ số giữa mô men xoắn cực đại tác dụng lên khung có dòng điện tại một điểm cho trước trong trường với tích của cường độ dòng điện I và diện tích mạch S.
B = Mmax/(I·S). (1)
Mô men xoắn M phụ thuộc vào tính chất của trường và được xác định bởi tích I·S.
Giá trị của vectơ cảm ứng từ, được xác định theo công thức (1), chỉ phụ thuộc vào tính chất của trường.
Đơn vị đo B là 1 Tesla.
Biểu diễn đồ họa của từ trường. Đường cảm ứng từ (đường sức từ) được dùng để biểu diễn đồ họa của từ trường. Đường cảm ứng từ là đường thẳng tại mỗi điểm mà vectơ cảm ứng từ hướng tiếp tuyến với nó.
Đường cảm ứng từ là đường khép kín.
Ví dụ về từ trường:
1. Dây dẫn thẳng có dòng điện
Đường cảm ứng từ là các đường tròn đồng tâm có tâm trên dây dẫn.
2. Dòng điện tròn
Chiều của vectơ cảm ứng từ liên hệ với chiều dòng điện trong mạch theo quy luật vít phải.
3. Điện từ có dòng điện
Bên trong một cuộn dây dài có dòng điện chạy qua, từ trường đều và các đường cảm ứng từ song song với nhau. Hướng B và chiều dòng điện trong các vòng dây điện liên hệ với nhau theo quy luật vít phải
Nguyên lý chồng chất của trường. Nếu trong bất kỳ vùng không gian nào có sự chồng chất của một số từ trường, thì vectơ cảm ứng từ của trường thu được bằng tổng vectơ cảm ứng của từng trường riêng lẻ:
B = SBi
Hiện tượng điện và từ đã được nhân loại biết đến từ thời cổ đại, xét cho cùng, người ta đã nhìn thấy tia sét và nhiều người xưa đã biết về nam châm có khả năng hút một số kim loại nhất định. Pin Baghdad, được phát minh cách đây 4000 năm, là một trong những bằng chứng cho thấy rất lâu trước thời của chúng ta, loài người đã sử dụng điện và dường như đã biết cách thức hoạt động của nó. Tuy nhiên, người ta tin rằng cho đến đầu thế kỷ 19, điện và từ luôn được coi là tách biệt với nhau, được chấp nhận là những hiện tượng không liên quan và thuộc về các ngành vật lý khác nhau.
Nghiên cứu về từ trường bắt đầu vào năm 1269, khi nhà khoa học người Pháp Peter Peregrine (Hiệp sĩ Pierre xứ Mericourt) đánh dấu từ trường trên bề mặt của một nam châm hình cầu bằng kim thép và xác định rằng các đường sức từ tạo thành cắt nhau tại hai điểm, trong đó ông gọi là "cực".
Oersted, trong các thí nghiệm của mình, chỉ đến năm 1819 mới phát hiện ra độ lệch của kim la bàn nằm gần một dây dẫn mang dòng điện, và sau đó nhà khoa học kết luận rằng có một mối liên hệ nào đó giữa các hiện tượng điện và từ.
5 năm sau, vào năm 1824, Ampere đã mô tả được bằng toán học sự tương tác của một dây dẫn mang dòng điện với một nam châm, cũng như sự tương tác của các dây dẫn với nhau nên xuất hiện: “lực tác dụng lên một dây dẫn mang dòng điện”. đặt trong từ trường đều tỉ lệ thuận với chiều dài dây dẫn, cường độ dòng điện và sin góc giữa vectơ cảm ứng từ và dây dẫn.”
Về tác dụng của nam châm lên dòng điện, Ampere cho rằng bên trong nam châm vĩnh cửu có những dòng điện cực nhỏ tạo ra từ trường của nam châm, tương tác với từ trường của dây dẫn mang dòng điện.
Ví dụ, bằng cách di chuyển một nam châm vĩnh cửu đến gần một dây dẫn, bạn có thể thu được dòng điện dao động trong nó và bằng cách đặt một dòng điện dao động vào một trong các cuộn dây, trên lõi sắt chung nơi đặt cuộn dây thứ hai, một dòng điện dao động sẽ cũng xuất hiện ở cuộn dây thứ hai.
33 năm sau, vào năm 1864, Maxwell đã có thể khái quát hóa về mặt toán học các hiện tượng điện và từ đã biết - ông đã tạo ra lý thuyết trường điện từ, theo đó trường điện từ bao gồm điện trường và từ trường liên kết với nhau. Do đó, nhờ có Maxwell, việc thống nhất toán học khoa học về kết quả của các thí nghiệm điện động lực học trước đây đã trở nên khả thi.
Hệ quả của những kết luận quan trọng này của Maxwell là dự đoán của ông rằng, về nguyên tắc, bất kỳ sự thay đổi nào trong trường điện từ sẽ tạo ra sóng điện từ lan truyền trong không gian và trong môi trường điện môi với một tốc độ hữu hạn nhất định, tốc độ này phụ thuộc vào hằng số từ và điện môi của môi trường truyền sóng.
Đối với chân không, tốc độ này hóa ra bằng tốc độ ánh sáng, và do đó Maxwell cho rằng ánh sáng cũng là sóng điện từ, và giả định này sau đó đã được xác nhận (mặc dù rất lâu trước các thí nghiệm của Oersted, Jung đã chỉ ra bản chất sóng của ánh sáng) .
Maxwell đã tạo ra cơ sở toán học của điện từ, và vào năm 1884, các phương trình Maxwell nổi tiếng đã xuất hiện dưới dạng hiện đại. Năm 1887, Hertz xác nhận lý thuyết của Maxwell về: máy thu sẽ ghi lại sóng điện từ do máy phát gửi đến.
Điện động lực học cổ điển nghiên cứu các trường điện từ. Trong khuôn khổ điện động lực học lượng tử, bức xạ điện từ được coi là một dòng photon, trong đó tương tác điện từ được thực hiện bởi các hạt mang - photon - boson vectơ không khối lượng, có thể biểu diễn dưới dạng kích thích lượng tử cơ bản của trường điện từ. Như vậy, photon là một lượng tử của trường điện từ theo quan điểm điện động lực học lượng tử.
Tương tác điện từ ngày nay dường như là một trong những tương tác cơ bản trong vật lý, và trường điện từ là một trong những trường vật lý cơ bản cùng với trường hấp dẫn và trường fermion.
Tính chất vật lý của trường điện từ
Sự hiện diện của điện trường hoặc từ trường, hoặc cả hai, trong không gian có thể được đánh giá bằng tác dụng lực do trường điện từ tác dụng lên một hạt tích điện hoặc lên một dòng điện.
Điện trường tác dụng lên các điện tích chuyển động và đứng yên với một lực nhất định, tùy thuộc vào cường độ điện trường tại một điểm cho trước trong không gian tại một thời điểm nhất định và vào giá trị của điện tích thử q.
Biết lực (độ lớn và hướng) mà điện trường tác dụng lên điện tích thử và biết độ lớn của điện tích, chúng ta có thể tìm cường độ điện trường E tại một điểm cho trước trong không gian.
Điện trường được tạo ra bởi các điện tích, các đường sức của nó bắt đầu từ các điện tích dương (có điều kiện chảy từ chúng) và kết thúc ở các điện tích âm (có điều kiện chảy vào chúng). Như vậy điện tích là nguồn tạo ra điện trường. Một nguồn điện trường khác là từ trường biến thiên, như được thể hiện về mặt toán học phương trình Maxwell.
Lực tác dụng lên một điện tích từ điện trường là một phần của lực tác dụng lên một điện tích nhất định từ trường điện từ.
Từ trường được tạo ra bằng cách chuyển động các điện tích (dòng điện) hoặc điện trường biến thiên theo thời gian (được chứng minh bằng phương trình Maxwell) và chỉ tác dụng lên các điện tích chuyển động.
Lực của từ trường tác dụng lên một điện tích chuyển động tỷ lệ thuận với cảm ứng từ trường, độ lớn của điện tích chuyển động, tốc độ chuyển động của nó và sin của góc giữa vectơ cảm ứng từ trường B và hướng của tốc độ của nó. khoản phí. Lực này thường được gọi là lực Lorentz, nhưng chỉ là phần “từ tính” của nó.
Trên thực tế, lực Lorentz bao gồm các thành phần điện và từ. Từ trường được tạo ra bằng cách chuyển động của các điện tích (dòng điện); các đường sức của nó luôn đóng và ôm lấy dòng điện.
Việc mở rộng và đào sâu nghiên cứu về các hiện tượng điện đã dẫn đến việc phát hiện và nghiên cứu các tính chất mới của dòng điện. Năm 1820, các thí nghiệm của G. H. Oersted về quan sát tác động của dòng điện lên kim nam châm đã được công bố và chứng minh, điều này đã thu hút sự quan tâm lớn của các nhà khoa học từ các quốc gia khác nhau và được đào sâu và phát triển hơn nữa trong các công trình của họ.
Tập tài liệu nhỏ (chưa đến 5 trang) của Oersted “Các thí nghiệm liên quan đến tác động của xung đột điện lên kim từ” đã gây chấn động trong giới vật lý châu Âu.
Đáng chú ý là kết luận của Oersted rằng “xung đột điện” (tức là chuyển động ngược chiều của “vật chất điện âm và dương”) trong một dây dẫn “... không chỉ giới hạn ở dây dẫn mà còn có phạm vi hoạt động rộng xung quanh điều này. dây... Sự xung đột này tạo thành một vòng xoáy xung quanh dây.”
Rõ ràng là Oersted đã sai lầm khi tin rằng kim nam châm bị ảnh hưởng bởi sự va chạm của dòng điện không đồng nhất. Nhưng Oersted đã đưa ra một giả định về mối liên hệ giữa các hiện tượng điện và từ trong một tác phẩm của ông, xuất bản năm 1812: “Cần kiểm tra xem liệu điện ở giai đoạn ẩn giấu nhất của nó có tạo ra bất kỳ tác dụng nào lên nam châm như vậy hay không.”
Ngay sau khi xuất bản tập tài liệu này (năm 1820), nhà vật lý người Đức Johann X. S. Schweigger (1779-1857) đã đề xuất sử dụng sự lệch hướng của kim từ tính trước dòng điện để tạo ra dụng cụ đo đầu tiên - máy đo dòng điện.
Thiết bị của ông, được gọi là “máy nhân” (tức là phép nhân), là một kim nam châm được đặt bên trong một khung bao gồm các vòng dây. Tuy nhiên, do ảnh hưởng của từ trường trái đất lên kim từ của máy nhân, số đọc của nó không chính xác.
Ampe vào năm 1821 cho thấy khả năng loại bỏ ảnh hưởng của từ trường mặt đất với sự trợ giúp của cặp astatic, là một kim từ ở phía dưới gắn trên một trục đồng chung và nằm song song với nhau, có các cực quay ngược chiều nhau.
Năm 1825, giáo sư người Florentine Leopoldo Pobili (1784-1835) đã kết hợp một cặp tĩnh điện với một hệ số nhân và do đó tạo ra một thiết bị nhạy hơn - nguyên mẫu của điện kế.
Năm 1820, D. F. Arago phát hiện ra một hiện tượng mới - từ hóa của dây dẫn bởi dòng điện chạy qua nó. Nếu một sợi dây đồng nối với các cực của cột điện được ngâm trong mạt sắt thì mạt sắt sẽ dính đều vào nó. Khi dòng điện bị tắt, mùn cưa bị tụt lại phía sau. Khi Arago lấy dây sắt (làm bằng sắt mềm) thay vì dây đồng thì nó bị nhiễm từ tạm thời. Một miếng thép có từ tính như vậy đã trở thành một nam châm vĩnh cửu.
Theo đề nghị của Ampere, Arago đã thay dây thẳng bằng dây xoắn ốc, đồng thời độ từ hóa của kim đặt bên trong dây xoắn ốc tăng lên. Đây là cách điện từ được tạo ra. Các thí nghiệm của Arago là thí nghiệm đầu tiên chứng minh bản chất điện của từ tính và khả năng từ hóa thép bằng dòng điện.
Trong quá trình nghiên cứu, Arago đã phát hiện ra (năm 1824) một hiện tượng mới khác mà ông gọi là “từ trường quay” và bao gồm thực tế là khi một tấm kim loại (đồng) quay phía trên một kim từ tính (hoặc bên dưới nó) thì kim từ cũng quay theo. đi vào vòng quay. Bản thân Arago và Ampere đều không thể giải thích được hiện tượng này. Lời giải thích chính xác về hiện tượng này chỉ được Faraday đưa ra sau khi phát hiện ra hiện tượng cảm ứng điện từ.
Một bước tiến mới từ những quan sát định tính về tác dụng của dòng điện lên nam châm đến việc xác định sự phụ thuộc về lượng là việc các nhà khoa học người Pháp Jean Baptiste Biot (1774-1862) và Felix Savard (1791-1841) thiết lập định luật tác dụng của dòng điện. trên một nam châm.
Sau khi tiến hành một loạt thí nghiệm, họ đã thiết lập (1820) kết luận sau: “nếu một dây có chiều dài không giới hạn với dòng điện vôn đi qua nó tác dụng lên một hạt từ tính phía bắc hoặc phía nam nằm ở một khoảng cách đã biết tính từ giữa dây, khi đó tổng hợp của tất cả các lực phát ra từ dây được hướng vuông góc với khoảng cách ngắn nhất của hạt từ dây và tổng tác dụng của dây lên bất kỳ phần tử từ tính nào (nam hoặc bắc) tỷ lệ nghịch với khoảng cách của hạt đó với dây."
Việc phát hiện ra thành phần tiếp tuyến của lực đã giúp giải thích được bản chất quay của chuyển động của dây dẫn so với nam châm. Nhà khoa học người Pháp Pierre Simon Laplace (1749-1827) sau đó đã chỉ ra rằng lực tạo ra bởi một đoạn nhỏ của dây dẫn tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách.
Ý nghĩa khoa học và phương pháp luận quan trọng nhất trong việc mở rộng nghiên cứu các hiện tượng mới là công trình của một trong những nhà khoa học lớn nhất người Pháp, André Marie Ampere (1775-1836), người đặt nền móng cho điện động lực học.
Ampere là một người có năng khiếu bẩm sinh khác thường. Mặc dù không có cơ hội đến trường, không có giáo viên, ngoại trừ cha anh, một doanh nhân có học thức cao, với sự kiên trì đáng kinh ngạc, nắm vững kiến thức một cách độc lập, anh đã trở thành một trong những người có học thức nhất thời bấy giờ.
Vật lý và toán học, thiên văn học và hóa học, động vật học và triết học - trong tất cả các ngành khoa học này, kiến thức bách khoa của Ampere đã được thể hiện rõ ràng. Ông chỉ mới 13 tuổi khi trình bày công trình toán học đầu tiên của mình cho Viện Hàn lâm Khoa học, Văn học và Nghệ thuật Lyon. Đến năm 14 tuổi, ông đã học hết 20 tập “Bách khoa toàn thư” nổi tiếng của Diderot và d'Alembert, và đến năm 18 tuổi, ông đã nghiên cứu hoàn hảo các tác phẩm của L. Euler, D. Boriulli và J. Lagrange. , biết tiếng Latin và một số ngoại ngữ.
Cuộc sống cá nhân của Ampère đầy rẫy những biến cố bi thảm: khi còn là một cậu bé 18 tuổi, anh đã bị sốc trước vụ hành quyết bằng máy chém của cha mình vì là người ủng hộ Girondins (1793), vài năm sau anh chôn cất người vợ yêu dấu của mình; Số phận của con gái ông thật đáng buồn - nó gây ra một căn bệnh tim nghiêm trọng khiến ông phải xuống mồ.
Nhưng bất chấp sự căng thẳng thần kinh to lớn, Ampere vẫn tìm được sức mạnh để tham gia không mệt mỏi vào nghiên cứu khoa học cơ bản và đóng góp không ngừng cho kho tàng của nền văn minh thế giới.
Nghiên cứu của ông trong lĩnh vực điện từ đã mở ra một trang mới trong lịch sử kỹ thuật điện. Và khi nghiên cứu những hiện tượng này, khả năng đáng kinh ngạc của Ampere được bộc lộ rõ ràng.
Lần đầu tiên anh biết về các thí nghiệm của Oersted tại một cuộc họp của Viện Hàn lâm Khoa học Paris, nơi chúng được Arago lặp lại trong thông điệp của anh. Cùng với sự ngưỡng mộ, Ampere bằng trực giác cảm nhận được tầm quan trọng của khám phá này, mặc dù trước đó ông chưa từng nghiên cứu hiện tượng điện từ.
Và đúng một tuần sau (chỉ một tuần!) vào ngày 18 tháng 9 năm 1820, Ampere phát biểu tại một cuộc họp của Học viện với một báo cáo về sự tương tác giữa dòng điện và nam châm, rồi gần như liên tiếp - tuần này qua tuần khác (các cuộc họp của Viện Hàn lâm Khoa học được tổ chức hàng tuần), ông trình bày kết quả với các nhà khoa học hàng đầu của Pháp về những khái quát hóa lý thuyết và thực nghiệm của mình, những kết quả này sau này được phản ánh trong công trình nổi tiếng của ông về điện động lực học.
Trong một lá thư của mình, Ampere nhấn mạnh rằng ông “đã tạo ra một lý thuyết mới về nam châm, quy mọi hiện tượng thành hiện tượng điện”. Logic trong những khái quát hóa của ông thật đáng kinh ngạc: nếu dòng điện là nam châm thì hai dòng điện phải tương tác như nam châm. Bây giờ điều này có vẻ hiển nhiên, nhưng trước Ampere không ai chỉ ra rõ ràng như vậy. Kiến thức tuyệt vời trong lĩnh vực toán học đã cho phép Ampere khái quát hóa nghiên cứu của mình về mặt lý thuyết và xây dựng định luật nổi tiếng mang tên ông.
Tác phẩm triết học của Ampere “Tiểu luận về triết học khoa học, hay một sự trình bày phân tích về phân loại tự nhiên của toàn bộ kiến thức nhân loại” (1834) đáng được chú ý. Ngày nay đã có nhiều công trình được xuất bản về nghiên cứu khoa học, “khoa học của các khoa học”. Với tác phẩm “Phân loại” Ampere đã đặt nền móng cho lĩnh vực kiến thức khoa học quan trọng này hơn một trăm năm trước.
Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn công việc của Ampere trong lĩnh vực điện từ.
Trước hết chúng ta hãy lưu ý rằng Ampere là người đầu tiên đưa ra thuật ngữ “dòng điện” và khái niệm về chiều của dòng điện. Nhân tiện, chính ông là người đề xuất coi “chuyển động của điện dương” (từ cộng sang trừ trong mạch ngoài) là chiều của dòng điện.
Quan sát độ lệch của kim từ dưới tác dụng của dòng điện chạy qua dây dẫn, Ampe đã có thể xây dựng quy tắc cho phép xác định hướng lệch của kim tùy thuộc vào hướng của dòng điện trong dây dẫn.
Quy tắc này vào thời điểm đó được biết đến rộng rãi với tên gọi “quy tắc của người bơi lội” và được xây dựng như sau: “Nếu một người trong đầu định vị bản thân sao cho dòng điện truyền theo hướng từ chân của người quan sát đến đầu và mặt anh ta quay về phía sau. kim nam châm thì dưới tác dụng của dòng điện, cực Bắc của kim nam châm sẽ luôn lệch về bên trái.”
Các nghiên cứu của Ampere về sự tương tác của dòng điện tròn và dòng điện tuyến tính đặc biệt quan trọng. Ông tiếp cận những nghiên cứu này dựa trên lý do sau: nếu một nam châm có đặc tính tương tự như một cuộn dây hoặc dây dẫn vòng chạy quanh một dòng điện, thì hai dòng điện tròn sẽ tác dụng lên nhau giống như hai nam châm.
Sau khi phát hiện ra sự tương tác của dòng điện tròn, Ampe bắt đầu nghiên cứu dòng điện tuyến tính. Với mục đích này, ông đã chế tạo cái gọi là “máy Ampe”, trong đó một dây dẫn có thể thay đổi vị trí so với một dây dẫn khác. Trong những thí nghiệm này, người ta thấy rằng hai dòng điện tuyến tính hút hoặc đẩy nhau, tùy thuộc vào việc hai dòng điện cùng chiều hay khác hướng.
Một loạt các thí nghiệm này đã cho phép Ampere thiết lập định luật tương tác của dòng điện tuyến tính: “Hai dòng điện song song và cùng chiều thì đẩy nhau, trong khi hai dòng điện song song và ngược chiều thì đẩy nhau”. Ampere đề xuất gọi hiện tượng được phát hiện là “điện động” trái ngược với hiện tượng tĩnh điện.
Tóm tắt kết quả công trình thí nghiệm của mình, Ampere rút ra một biểu thức toán học cho lực tương tác của dòng điện, giống như Coulomb đã làm liên quan đến tương tác của các điện tích tĩnh. Ampe giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng một kỹ thuật phân tích, dựa trên nguyên lý tương tác giữa các khối lượng của Newton và ví hai khối lượng này là hai phần tử của dòng điện, nằm tùy ý trong không gian. Đồng thời, Ampere giả định rằng sự tương tác của các phần tử dòng điện xảy ra dọc theo một đường thẳng nối điểm giữa của các phần tử này và nó tỷ lệ thuận với độ dài của các phần tử dòng điện và bản thân dòng điện. Hồi ký đầu tiên của Ampere về sự tương tác của dòng điện được xuất bản vào năm 1820.
Lý thuyết điện động lực học của Ampere được trình bày trong tiểu luận “Lý thuyết về các hiện tượng điện động lực được suy luận hoàn toàn từ kinh nghiệm” xuất bản ở Paris năm 1826-1827. Ampe rút ra biểu thức toán học nổi tiếng cho định luật tương tác giữa hai phần tử dòng điện.
Dựa trên công trình của những người đi trước cũng như những kết quả nghiên cứu quan trọng của mình, Ampere đã đưa ra một kết luận mới về cơ bản về nguyên nhân của hiện tượng từ tính.
Phủ nhận sự tồn tại của chất lỏng từ tính đặc biệt, Ampere cho rằng từ trường có nguồn gốc điện. Ông quy mọi hiện tượng từ tính thành “các tác động thuần túy điện”. Dựa trên sự đồng nhất về tác dụng của dòng điện tròn và nam châm, Ampe đi đến kết luận rằng từ tính của hạt là do sự có mặt của dòng điện tròn trong hạt này và tính chất của nam châm nói chung được xác định bởi dòng điện nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục của nó.
Ampere nhấn mạnh rằng “... những dòng điện này xung quanh trục của nam châm thực sự tồn tại, hay nói đúng hơn, từ hóa là một hoạt động trong đó các hạt bắt đầu được truyền cho đặc tính kích thích đối với những dòng điện này, tác dụng điện động giống như tác dụng điện động tồn tại trong điện áp. cột... Hiện tượng từ tính chỉ được gây ra bởi điện... không có sự khác biệt nào giữa hai cực của một nam châm, về vị trí của chúng so với dòng điện tạo nên nam châm đó.”
Giả thuyết về dòng điện tròn phân tử do Ampere phát triển là một bước tiến mới hướng tới cách giải thích duy vật về bản chất của hiện tượng từ tính.
Ampe vào năm 1820 bày tỏ ý tưởng về khả năng tạo ra điện báo điện từ dựa trên sự tương tác của dây dẫn với dòng điện và kim từ. Tuy nhiên, Ampere đề nghị dùng “số lượng dây dẫn và kim từ tính bằng số chữ cái..., đặt mỗi chữ cái trên một kim riêng biệt”. Rõ ràng, một thiết kế điện báo như vậy sẽ rất cồng kềnh và tốn kém, điều này rõ ràng đã cản trở việc triển khai thực tế đề xuất của Ampere. Phải mất một thời gian để tìm ra cách thực tế hơn để tạo ra một chiếc điện báo.
Ý nghĩa công việc của Ampere đối với khoa học là rất lớn. Với nghiên cứu của mình, Ampere đã chứng minh sự thống nhất giữa điện và từ và bác bỏ một cách thuyết phục những ý tưởng phổ biến về chất lỏng từ tính. Các định luật tương tác cơ học của dòng điện do ông thiết lập là một trong những khám phá lớn nhất trong lĩnh vực điện học.
Đóng góp xuất sắc của Ampere nhận được sự khen ngợi cao nhất (năm 1881). Đại hội thợ điện quốc tế lần thứ nhất đã gán tên “Ampe” cho đơn vị dòng điện. Ông xứng đáng được gọi là “Newton của điện”. Ông là thành viên của Viện Hàn lâm Khoa học Paris (từ năm 1814) và nhiều Viện Hàn lâm khác trên thế giới, trong đó có St. Petersburg (từ năm 1830).
Veselovsky O. N. Shneiberg A. Ya "Các tiểu luận về lịch sử kỹ thuật điện"
1. Chất có khả năng hút vật bằng sắt gọi là...
2. Sự tương tác của dây dẫn với dòng điện và kim nam châm lần đầu tiên được phát hiện bởi một nhà khoa học Đan Mạch...
3. Lực tương tác nảy sinh giữa các vật dẫn mang dòng điện gọi là...
4. Các đường dọc theo trục của các kim nam châm nhỏ trong từ trường được gọi là ...
5. Đường sức từ là... những đường cong bao quanh vật dẫn.
6. Từ trường xung quanh một dây dẫn mang dòng điện có thể được phát hiện, ví dụ, ...
7. Nếu một nam châm bị gãy làm đôi thì mảnh thứ nhất và mảnh thứ hai có cực...
8. Vật thể giữ được từ tính lâu dài được gọi là...
9. Những nơi nam châm có từ trường mạnh hơn gọi là...
- Xung quanh dây dẫn mang dòng điện có...
- Nguồn gốc của từ trường là...
- Các cực giống nhau của nam châm là..., và các cực đối diện là...
Bài kiểm tra
Đề tài: Từ trường và cảm ứng điện từ.
lựa chọn 1
1. Ai đã phát hiện ra hiện tượng cảm ứng điện từ?
A) Oersted; B) Mặt dây chuyền; B) Vôn; D) Ampe; D) Faraday; E) Maxwell
2. Các dây dẫn của cuộn dây đồng được nối với điện kế nhạy. Trong thí nghiệm nào sau đây, điện kế sẽ phát hiện sự xuất hiện của EMF EMF trong cuộn dây?
A) Một nam châm vĩnh cửu được đưa vào cuộn dây;
B) Tháo một nam châm vĩnh cửu ra khỏi cuộn dây;
B) Một nam châm vĩnh cửu quay quanh trục dọc của nó trong một cuộn dây.
3. Tên đại lượng vật lý bằng tích của mô đun B cảm ứng từ trường nhân với diện tích S của bề mặt bị từ trường xuyên qua và cosin của góc α giữa vectơ cảm ứng B và pháp tuyến n lên bề mặt này?
A) Độ tự cảm; B) Từ thông; B) Cảm ứng từ;
D) Tự cảm ứng; D) Năng lượng từ trường.
4. Biểu thức nào sau đây xác định suất điện động cảm ứng trong một vòng kín?
A B C D)
5. Khi một dải nam châm được đẩy vào và ra khỏi vòng kim loại, sẽ xuất hiện một dòng điện cảm ứng trong vòng đó. Dòng điện này tạo ra một từ trường. Cực nào đối diện với từ trường của dòng điện trong vòng: 1) cực bắc bị đẩy vào của nam châm; 2) cực bắc có thể thu vào của nam châm.
A) 1-hướng bắc, 2-hướng bắc; B) 1 – phía nam, 2 – phía nam;
B) 1 – phía nam, 2 – phía bắc; D) 1 – phía bắc, 2 – phía nam.
6. Tên đơn vị đo từ thông là gì?
A) Tesla; B) Weber; B) Gauss; D) Farad; D) Henry.
7. Đơn vị đo đại lượng vật lý là 1 Henry?
A) Cảm ứng từ trường; B) Điện dung; B) Tự cảm ứng;
D) từ thông; D) Độ tự cảm.
8. Biểu thức nào xác định mối liên hệ giữa độ tự cảm và cường độ dòng điện trong cuộn dây?
A B C D)
9. Cường độ dòng điện trong mạch có độ tự cảm 5 mH tạo ra từ thông Ф=2*10 -2 Wb là bao nhiêu?
10. Giá trị năng lượng của từ trường của một cuộn dây có độ tự cảm 5 H là bao nhiêu. Với cường độ dòng điện 400 mA.
11. Từ thông qua mạch trong 5 * 10 -2 s giảm đều từ 10 mWb xuống 0 mWb. Giá trị của suất điện động cảm ứng trong mạch trong thời gian này là bao nhiêu?
A) 510 V; B) 0,1V; B) 0,2V; D) 0,4V; D) 1V; E) 2V.
12. Một sợi cáp có 150 lõi, mỗi lõi mang dòng điện 50 mN, được đặt trong từ trường có cảm ứng 1,7 Tesla, vuông góc với chiều của dòng điện. Chiều dài hữu dụng của sợi dây là 60cm. Tính lực tác dụng lên sợi dây.
Lựa chọn 2
1. Tên hiện tượng xuất hiện dòng điện trong mạch kín khi từ thông qua mạch thay đổi là gì?
A) Cảm ứng tĩnh điện; B) Hiện tượng từ hóa;
B) Lực ampe; D) Lực Lorentz; đ) Điện phân;