Сколько полюсов у полосового магнита

Постоянные магниты. Магнитное поле Земли

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Постоянные магниты. Магнитное поле Земли»

На прошлом уроке мы с вами изучали магнитное поле катушки с током:

Катушку с сердечником называют электромагнитом. Многочисленные опыты по усовершенствованию электромагнитов показали, что если вставить в катушку с током сердечник из закалённой стали, то в отличии от железного стержня, он не размагничивается даже после выключения тока и способен долгое время сохранять намагниченность.

Тела, способные длительное время сохранять намагниченность, называются постоянными магнитами или просто магнитами.

История магнетизма уходит корнями в глубокую древность, к античным цивилизациям Малой Азии. Ещё за 600 лет до н. э. в древнем городе Магнесия на территории Малой Азии была обнаружена горная порода, образцы которой притягивали друг друга. По названию города их стали называть магнитами.

А впервые свойства магнитных материалов использовали в Китае: именно там более 4 000 лет назад был сконструирован первый компас.

И лишь в начале XII в. магнитные компасы стали использовать в Европе.

Магниты могут иметь разнообразные форму и размеры. Но наиболее распространены полосовой и подковообразный магниты, которые есть в любом кабинете физики.

Также принято различать естественные и искусственные магниты. Естественные магниты представляют собой некоторые железные руды, которые обладают способностью притягивать к себе находящиеся поблизости небольшие железные предметы и оказывают влияние на компас.

Кусок железа или его сплава можно намагнитить, то есть сделать его искусственным магнитом. Например, если к металлу достаточно близко поднести магнит, то он приобретёт магнитные свойства и будет притягивать к себе другие железные предметы. Однако после удаления магнита он может потерять свою намагниченность.

А одинаковы ли свойства магнита в разных его точках? Чтобы ответить на этот вопрос, проделаем такой опыт. Возьмём полосовой магнит и будем дотрагиваться до него железным шариком, закреплённым на динамометре. По показаниям динамометра в момент отрыва шарика от магнита можно судить о силе притяжения шарика к какой-либо его точке.

Опыт показывает, что притяжение шарика к концам магнита самое сильное, а к середине магнита он практически не притягивается.

Те места магнита, в которых магнитное действие проявляется наиболее сильно, называют магнитными полюсами. У всякого магнита есть два полюса: северный и южный. Для обозначения полюсов магнита, принято южный полюс окрашивать красным цветом, а северный — синим.

Середину магнита, то есть там, где нет притяжения, называют нейтральной зоной.

Заметим, что очень сильным нагреванием или другими воздействиями любой магнит можно размагнитить.

Теперь изучим взаимодействие двух магнитов. Для этого проделаем такой опыт. Закрепим один магнит жёстко к штативу, а другой прикрепим к пружине динамометра.

Поднеся магниты разными полюсами друг к другу, нетрудно заметить, что они начинают притягиваться.

Если же поднести магниты друг к другу одноимёнными полюсами, то они начнут отталкиваться.

При этом сила взаимодействия будет зависеть от расстояния между полюсами и может быть даже больше или равной силе тяжести магнита.

Таким образом, взаимодействие магнитов имеет значительное сходство с взаимодействием электрически заряженных тел. В обоих случаях одноименные полюсы (или заряды) отталкиваются, а разноимённые полюсы (или заряды) притягиваются.

Взаимосвязь магнитных полей и движущихся электрических зарядов впервые попытался объяснить А. Ампер. Он предположил, что внутри каждой молекулы вещества, подобного железу или его сплавам, циркулируют электрические токи.

Вокруг этих токов существуют магнитные поля, которые и приводят к возникновению магнитных свойств вещества. Гипотеза Ампера была очень прогрессивна для начала XIX в., поскольку ещё не было известно ни о строении атома, ни о движении заряженных частиц — электронов вокруг ядра.

Но у электрических и магнитных взаимодействий есть одно очень большое различие. Электрические заряды можно отделить друг от друга. Вспомните электризацию трением или электризацию через влияние. А полюсы магнита неразделимы. Разрезая магнит на части (неважно, равные или неравные), вы не отделите его полюса друг от друга, а будете получать новые магниты. Каждый из них будет иметь нейтральную зону и два полюса: северный и южный.

Взаимодействие магнитов объясняется тем, что вокруг любого магнита существует магнитное поле. Убедимся в его существовании, для чего воспользуемся маленькими магнитными стрелками. Расположим их вокруг полосового магнита. Стрелки мгновенно придут в движение и расположатся в строго определённом порядке.

Это означает, что магнитное поле, существующее вокруг магнита, подействовало с определённой силой на магнитные стрелки и совершило работу. Действие магнитного поля и является подтверждением его существования.

С помощью железных опилок можно получить представление о виде магнитного поля постоянного магнита.

Не трудно заметить, что опилки располагаются в виде цепочек, причём с разной плотностью вокруг полосового магнита. Это говорит о том, что действия, которые оказывает магнит на опилки, в разных точках поля различны. Наиболее сильно это действие проявляется возле полюсов магнита. Чем дальше от полюсов, тем слабее подобное действие, следовательно, тем слабее магнитное поле.

Взаимодействием магнитов объясняется принцип работы компаса.

Стрелка компаса — это лёгкий сильный магнит, который может поворачиваться вокруг вертикальной оси.

А с каким вторым магнитом взаимодействует стрелка компаса? Таким гигантским магнитом является наша Земля. Впервые это доказал английский исследователь У. Гильберт. Он изготовил из магнитного железняка шар большого диаметра — «магнитный глобус». Обходя шар с компасом, он показал, что ориентация стрелки во всех изучаемых точках полностью копирует её ориентацию в различных точках Земли.

Очень упрощённо магнитное поле Земли можно представить в виде магнитного поля полосового магнита, расположенного между Северным и Южным географическими полюсами.

Магнитные полюсы Земли расположены не слишком далеко от географических полюсов нашей планеты. Именно поэтому полюсы всех магнитов получили свои названия — северный и южный, и обозначения — N и S, от голландского «норд» и «сюд».

Многочисленные наблюдения показали, что географические и магнитные полюсы не совпадают. Строго говоря, стрелка компаса указывает направление магнитного меридиана. Её северный конец ориентирован не на Северный географический полюс планеты, а на Южный магнитный полюс Земли.

Кроме того, положение магнитных полюсов нашей планеты непрерывно меняется. Так, например, со второй половины ХХ в. южный магнитный полюс довольно быстро движется в сторону Таймырского полуострова со скоростью около 60 км/год.

А зачем Земле нужно магнитное поле? Оно нужно для того, чтобы защищать нас от нежелательного космического излучения, в частности, излучение Солнца. Оно постоянно испускает потоки различного рода заряженных частиц. Их попадание на Землю в таком количестве вредит живым организмам. Магнитное поле Земли отклоняет эти частицы, и те, подчиняясь магнитным линиям, направляются к полюсам. Именно тогда мы и видим северные и южные сияния.

Но, вторжение такого количества частиц не может пройти бесследно: это вызывает нагревание атмосферы и изменение силы некоторых электромагнитных полей. Такие явления называют магнитными бурями.

Магнитная буря — это быстрые и сильные изменения в магнитном поле Земли, возникающие под действием сильного солнечного излучения. Они часто вызывают неполадки в работе электроприборов (например, помехи в радиоэфире).

И ещё один интересный факт: на нашей планете существуют области, в которых стрелка компаса очень сильно отклоняется от направления линии магнитного поля Земли — это области магнитных аномалий.

Курская магнитная аномалия

Причиной их, в большинстве случаев, являются залежи железной руды в недрах Земли. Одной из крупнейших магнитных аномалий в нашей стране и в мире является Курская магнитная аномалия.

2.10. Магнитное поле постоянного магнита. Взаимодействие постоянных магнитов

Постоянные магниты – это тела, длительное время сохраняющие состояние намагниченности.

Области магнита, где обнаруживается самое сильное магнитное взаимодействие, называется полюсами магнита. У магнита два полюса: северный (N) и южный (S). Одноименные полюса магнита – отталкиваются, разноименные полюса магнита– притягиваются. Разделить полюса магнита нельзя, т.е. если разделить магнит пополам, то у каждой части вновь будет два полюса.

Основное свойство магнитов: притягивать тела из железа или его сплавов (например, стали). При этом само железо, помещенное в магнитное поле, намагничивается. В частности, железные опилки, помещенные в магнитное поле намагничиваются и ведут себя как маленькие магнитные стрелки. Это можно использовать для исследования магнитного поля. Железные опилки, помещенные в магнитное поле располагаются вдоль линий. Эти линии называются линиями магнитного поля.

Важно! Вне магнита магнитные линии выходят из северного полюса и входят в южный полюс, т.е. направлены «от севера к югу».

Существование магнитного поля у постоянных магнитов объясняется гипотезой, которую выдвинул Ампер: внутри молекул, из которых состоит магнит, циркулируют элементарные электрические токи. Если эти токи ориентированы определенным образом, то их действия складываются и тело проявляет магнитные свойства. Если эти токи расположены беспорядочно, то их действие взаимно компенсируется и тело не проявляет магнитных свойств.

Решение заданий Открытого банка заданий ФИПИ

1. На рисунке показано, как установилась магнитная стрелка между полюсами двух одинаковых магнитов. Укажите полюса магнитов, обращённые к стрелке.

1) 1 – северный полюс; 2 – южный
2) 1 – южный полюс; 2 – северный
3) и 1, и 2 – северные полюса
4) и 1, и 2 – южные полюса

Северный полюс магнитной стрелки притягивается к южному полюсу магнита (1 — южный полюс), а южный полюс магнитной стрелки притягивается к северному полюсу магнита (2 — северный полюс).

Ответ: 2

2. Какой(-ие) из перечисленных материалов не может(-гут) использоваться для изготовления корпуса компаса: алюминий, пластмасса, железо? Ответ поясните.

Ответ: железо.

Пояснение. Железо намагничивается в магнитном поле стрелки компаса, начинает взаимодействовать со стрелкой и тем самым искажает показания компаса.

3. На рисунках показано, как установились магнитные стрелки, находящиеся возле полюсов двух магнитов. Укажите полюса магнитов, обращенные к стрелкам.

1) 1 – северный полюс; 2 – южный
2) 1 – южный полюс; 2 – северный
3) и 1, и 2 – северные полюса
4) и 1, и 2 – южные полюса

Северный полюс магнитной стрелки притягивается к южному полюсу магнита (2 — южный полюс), а южный полюс магнитной стрелки притягивается к северному полюсу магнита (1 — северный полюс).

Ответ: 1

4. На рисунке показано, как установились магнитные стрелки, находящиеся рядом с магнитом. Укажите полюса стрелок, обращённые к магниту.

1) 1 – северный полюс; 2 – южный
2) 1 – южный полюс; 2 – северный
3) и 1, и 2 – северные полюса
4) и 1, и 2 – южные полюса

Северный полюс магнитной стрелки притягивается к южному полюсу магнита (2 — северный полюс), а южный полюс магнитной стрелки притягивается к северному полюсу магнита (1 — южный полюс).

Ответ: 2

5. Стальной полосовой магнит ломают пополам. Каким магнитным полюсам будут соответствовать концы А и В на месте излома магнита?

1) А – северному; В – южному
2) А – южному; В – северному
3) А и В – северному магнитному полюсу
4) А и В – южному магнитному полюсу

Если разломать магнит на две половинки, то получим два магнита. У каждого магнита будет два полюса — северный и южный. Значит конец А соответствует северному полюсу левого магнита, а конец В соответствует южному полюсу правого магнита.

Ответ: 1

6. Конец магнитной стрелки притянулся к одному из концов стального стержня. Можно ли сделать вывод о том, что изначально стержень был намагничен? Ответ поясните.

Ответ: вывод о намагниченности стержня сделать нельзя.

Пояснение. Магнитная стрелка притянется и к ненамагниченному стержню, если приблизить достаточно близко. Если приблизить магнит к подобному стержню, то почувствуете силу притяжения магнита к стальному стержню, был ли он изначально намагничен или нет.

7. Правильно ли с точки зрения физики утверждение о том, что северный полюс магнитной стрелки указывает на Северный географический полюс Земли? Ответ поясните.

Ответ: нет, не верно.

Пояснение. Северный полюс стрелки компаса указывает на ЮЖНЫЙ магнитный полюс, он расположен в нескольких сотнях километров от Северного географического полюса.

8. Изменится ли, и если изменится, то как намагниченность предварительно намагниченного стального стержня при его механическом встряхивании в отсутствие внешнего магнитного поля? Ответ поясните.

Ответ: намагниченность уменьшится.

Пояснение. Намагниченность возникает вследствие упорядочения микроскопических токов в веществе. При встряхивании упорядоченность нарушается.

9. Когда железный стержень приблизили к компасу, стрелка компаса отклонилась. Означает ли это, что стержень предварительно был намагничен? Ответ поясните.

Смотри задание №6

10. На горизонтальной поверхности вокруг постоянного полосового магнита расположены магнитные стрелки (см. рисунок). Для какой из стрелок (1 — 4) её расположение не соответствует взаимодействию с постоянным магнитом?

Северный полюс магнитной стрелки притягивается к южному полюсу магнита (стрелки 1 и 2), а южный полюс магнитной стрелки притягивается к северному полюсу магнита (стрелка 4).

Ответ: 3

11. На рисунках изображены постоянные магниты с указанием линий магнитной индукции полей, создаваемых ими, и магнитные стрелки. На каком из рисунков правильно изображено положение магнитной стрелки в магнитном поле постоянного магнита?

Стрелка должна располагаться вдоль линии магнитного поля. Стрелки 1 и 3 расположены неверно. Направление линии указывает северный полюс магнитной стрелки, т.е. стрелка 2 расположена верно.

Ответ: 2

12. Для каждого примера проявления различных физических явлений из первого столбца подберите соответствующее название физического явления из второго столбца.

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Б) притяжение железных опилок к стрелке компаса

А) притяжение волос к пластмассовой расческе в процессе расчесывания — электризация тела при трении;

Б) притяжение железных опилок к стрелке компаса — намагничивание вещества в магнитном поле постоянного магнита;

В) накопление электрического заряда на молниеотводе во время грозы — электризация тела через влияние.

Ответ: 132

13. Стальную иглу расположили между полюсами магнита. Через некоторое время игла намагнитилась.

Каким полюсам будут соответствовать точки 1 и 2?

1) 1 – северный полюс; 2 – южный
2) 1 – южный полюс; 2 – северный
3) и 1, и 2 – северные полюса
4) и 1, и 2 – южные полюса

В результате намагничивания стальной иглы ее магнитные полюса будут обратны полюсам магнита. То есть полюс 1 будет южным, а полюс 2 будет северным.

Ответ: 2

14. Какой набор приборов и материалов необходимо использовать, чтобы экспериментально показать наличие двух разных полюсов у магнита?

1) два полосовых магнита, подвешенных на нитях
2) магнитная стрелка и прямолинейный проводник, подключённый к источнику постоянного тока
3) проволочная катушка, подключённая к миллиамперметру, полосовой магнит
4) полосовой магнит, лист бумаги и железные опилки

Для того, чтобы показать наличие двух разных полюсов у магнита необходимо продемонстрировать взаимодействие двух магнитов. Для этих целей достаточно двух полосовых магнитов, подвешенных на нитях.

Ответ: 1

15. На рисунке представлена картина линий магнитного поля от двух полосовых магнитов, полученная с помощью магнитной стрелки и железных опилок. Каким полюсам полосовых магнитов соответствуют области 1 и 2?

1) 1 – северный полюс; 2 – южный
2) 1 – южный полюс; 2 – северный
3) и 1, и 2 – северные полюса
4) и 1, и 2 – южные полюса

По картине линий магнитного поля можно судить о том, что магниты отталкиваются. Значит они приближены друг к другу одноименными полюсами. Маленькая магнитная стрелка приближена к полюсу 1 магнита своим северным концом, значит полюс 1 — южный. Следовательно полюс 2 также южный.

Ответ: 4

16. Ученик получил фотографии, на которых изображены картины линий магнитного поля, полученные от немаркированных полосовых магнитов с помощью железных опилок.

Фотография 1.	Фотография 2.

Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам анализа полученных фотографий. Укажите их номера.

1) Магниты 1 и 2 на фотографии 1 приближены друг к другу разноименными полюсами.
2) Взаимодействие магнитов с железными опилками наиболее сильное у полюсов магнитов.
3) Магниты 3 и 2 на фотографии 2 приближены друг к другу одноименными южными полюсами.
4) Магнитное действие магнитов зависит от материала, из которого изготовлен магнит.
5) Магнитное взаимодействие магнитов зависит от свойств среды.

Утверждение 1 — верно. На фотографии 1 магниты притягиваются.

Утверждение 2 — верно. Линии расположены гуще у полюсов, кроме того больше опилок скапливается у полюсов, это говорит о том, что вблизи полюсов наблюдается наиболее сильное действие поля на опилки.

Утверждение 3 — неверно. Магниты №3 и №2 приближены друг к другу одноименными полюсами, т.к. отталкиваются. Но на фотографии 1 магнит №2 притягивается к магниту №1. Маленькая магнитная стрелка приближена к полюсу магнита №1 своим северным концом, значит полюс магнита №1 — южный. Следовательно полюс магнита №2 — северный.

Утверждение 4 — неверно. Про материалы магнитов ничего не говорится.

Утверждение 5- неверно. Про среду в опытах ничего не говорится.

Ответ: 12

17. Из какого материала могут быть изготовлены мелкие предметы, чтобы они притянулись к магниту?

А. Эбонит
Б. Железо

1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б

Эбонит — неметалл, он не притягивается, в отличии от железа, к магниту.

Ответ: 2

18. Прочитайте текст и вставьте на места пропусков слова из приведённого списка.

От двух полосовых магнитов, размещённых на поверхности деревянного стола, при помощи железных опилок получена картина линий магнитного поля (см. рисунок, вид сверху). В плоскости магнитов размещена также маленькая магнитная стрелка на подставке.

Картина магнитных линий соответствует (А)__________ полосовых магнитов. Следовательно, полюсы 1 и 2 магнитов являются (Б)__________. Так как магнитная стрелка своим (В)__________ полюсом притянулась к полюсу 2, то он является (Г)__________ полюсом указанного магнита.

1) притяжение
2) отталкивание
3) отрицательный
4) положительный
5) одноимённый
6) разноимённые
7) северный
8) южный

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Комментарий. Характер картины линий магнитного поля свидетельствует о том, что магниты отталкиваются. Значит они расположены одноименными полюсами друг к другу. Северный полюс магнитной стрелки притягивается к южному полюсу магнита и, наоборот, южный полюс магнитной стрелки притягивается к северному полюсу магнита.

Решение. От двух полосовых магнитов, размещённых на поверхности деревянного стола, при помощи железных опилок получена картина линий магнитного поля (см. рисунок, вид сверху). В плоскости магнитов размещена также маленькая магнитная стрелка на подставке. Картина магнитных линий соответствует (А-2) отталкиванию полосовых магнитов. Следовательно, полюсы 1 и 2 магнитов являются (Б-5) одноименными. Так как магнитная стрелка своим (В-8) южным полюсом притянулась к полюсу 2, то он является (Г-7) северным полюсом указанного магнита.

Ответ: 2587

19. Вектор магнитной индукции магнитного поля полосового магнита направлен вправо в точках

1) 1 и 4
2) 2 и 3
3) 1 и 3
4) 2 и 4

Линии магнитного поля постоянного магнита направлены от северного полюса к южному, т.е. в точках 1 и 4 линии будут направлены влево, а в точка 2 и 3 — вправо. В точках 2 и 3 векторы магнитной индукции будут направлены по касательно к линиям магнитного поля и направлены также вправо.

Ответ: 2

20. Стальную пластину расположили между полюсами магнита. Через некоторое время пластина намагнитилась. Какие точки соответствуют полюсам намагниченной пластины?

1) 1 – северному полюсу, 3 – южному
2) 3 – северному полюсу, 1 – южному
3) 2 – северному полюсу, 4 – южному
4) 4 – северному полюсу, 2 – южному

В результате намагничивания стальной пластины ее магнитные полюса будут обратны полюсам магнита и располагаться на сторонах платины, обращенных к полюсам магнитов. То есть точка 4 будет южным полюсом, а точка 2 будет северным полюсом намагниченной пластины.

Электромагнитные явления. Часть 1

Китайцы, как и греки, тоже замечали интересное свойство некоторых минералов притягивать к себе железосодержащие предметы. Слово «притягивать» китайцы ассоциируют со словами «прижиматься», «любить» и поэтому назвали такие минералы «чу-ши», что значит «любящий камень». Так как эти минералы создала природа, и человек не мог повлиять на естественное действие камней, их стали называть постоянными магнитами.

Теперь уже известно, что так интересно проявляется природный минерал магнитный железняк (магнетит). Это достаточно хрупкий черного цвета минерал, плотность его примерно 5000 кг/м 3 .

Магнитный железняк.

Древние люди приписывали магнитному железняку свойства «живой души». Минерал, по их словам, устремлялся к железу, как собака к куску мяса. Ученые объясняют отношение древних к явлениям природы незнанием физики.

На самом деле, все заключается в особом виде материи – поле.

Магнитное поле и притягивает к постоянному магниту железные предметы, ведь, например, мелкие гвоздики или кнопки устремляются к магниту даже без соприкосновения с ним, а на некотором расстоянии.

Магнетит (природный магнитный железняк) проявляет свойства притягивания не очень сильно. Человеком на его основе созданы искусственные магниты с более мощным магнитным полем. В качестве материала в них используются такие металлы, как кобальт, никель и, конечно же, железо. Такие металлы способны намагничиваться, попадая в магнитное поле, а потом становятся самостоятельными магнитами.

Разные формы искусственных магнитов. Источник

Какую бы форму не имел магнит, у него есть участки, где наиболее сильно проявляются магнитные свойства. Эти участки называют магнитными полюсами. У каждого, даже самого маленького магнита, есть два полюса. Современные технологии позволяют намагничивать металлические предметы так, что у них образуется и 4 и 6 полюсов.

Увидеть, как по-разному притягиваются железные опилки к магниту, можно на простейшем опыте с дугообразным школьным магнитом. Просто поднести к опилкам магнит, опилки тут же «прилипнут» к нему:

Дугообразный магнит.

Полюсами такого магнита будут края дуги, где больше всего скопилось железных опилок.

У полосового магнита, форма которого прямоугольный параллелепипед, полюса находятся далеко друг от друга. Чем ближе к середине, тем меньше проявляются магнитные свойства.

Полосовой магнит.

Указатель юга и севера – компас. Полюсы магнитные

«Указатель юга» — так называли древние китайцы свое изобретение. Это был прибор в форме ложки, изготовленный из природного магнита. Ложка могла вращаться вокруг вертикальной оси.

Древний китайский компас.

Ручка ложки указывала южное направление. Она была северным полюсом ложки-магнита.

Развитие науки не остановилось, и современные компасы уже имеют другой вид:

Разные виды компасов.

Магнитная стрелка, главный элемент компаса, — это постоянный магнит и имеет два полюса. Конец стрелки, указывающий на географический Север, называют северным (N), а противоположный – южным (S) полюсом. Отсюда и название полюсов различных магнитов.

Раскраска магнитов в красный и синий цвета условна, реже используются и другие цвета. Существенным является то, что полюсы магнитов существуют только парами. Если распилить, например, полосовой магнит, получатся два полосовых магнита, и у них будет снова по два полюса: северный и южный.

В школьных лабораторных работах используются маленькие магниты на подставке, которые насаживаются на тонкую иглу и могут свободно вращаться вокруг этой иглы. Такие устройства называются магнитными стрелками, как подобие стрелок компасов.

С помощью стрелок изучается взаимодействие полюсов магнитов. Если приблизить стрелки друг к другу, они начинают поворачиваться и установятся по следующему правилу:

Земной шар является огромным магнитом, у которого есть свои полюсы. Но нельзя путать магнитные полюсы Земли с географическими. Согласно правилу, синий (северный) конец стрелки должен поворачиваться к Южному полюсу земного шара, так как притягиваются разноименные полюсы. Да, действительно, это так. Южный магнитный полюс Земли находится вблизи Северного географического полюса, но не в той же точке, а чуть в стороне, на острове Принца Уэльского. Северный магнитный полюс находится в Антарктиде, где и Южный географический.

Источник

Месторасположение магнитных полюсов Земли не остается постоянным. Полюсы смещаются на расстояние нескольких десятков километров в год.

Очень широк список областей, где применяются магниты:

• автомобилестроение;
• приборостроение;
• автоматика;
• телемеханика;
• тормозные системы;
• компасы;
• медицина;
• радиотехника;
• электротехника.

От изучения природных магнитных явлений человек давно шагнул к элетромагнитным явлениям, без чего невозможно развитие знаний об электричестве и электрическом токе.

Графическое изображение полей

Магниты действуют друг на друга и на железосодержащие предметы посредством магнитного поля. Поле не имеет цвета, запаха, его нельзя ощущать. Это особый вид материи, который проявляется по его действию на другое поле или на физические тела.

Условно изображают магнитное поле с помощью силовых линий, так же, как электрическое поле.

Эти линии замкнуты, то есть не имеют ни начала, ни конца. Направление, куда показывают северные полюсы магнитных стрелок, попавших в поле магнита, принято за направление силовых магнитных линий поля. Таковым оказывается направление от северного полюса к южному.

Хотя изображение силовых линий принято за условное, они все же проявляются в простом опыте с железными опилками. Если положить магнит на лист бумаги и посыпать мелкими опилками из железа, то можно увидеть, как они выстроятся вдоль определенных линий, как маленькие магнитные стрелки.

Частота линий вокруг магнита различна. Это подчеркивает более сильное действие магнитного поля около полюсов, где силовые линии плотнее.

Магнитное поле тока прямого проводника

Определить наличие магнитного поля можно, если к магниту поднести магнитную стрелку. Если поле есть, то стрелка повернется и займет положение по правилу взаимодействия полюсов. Северный полюс стрелки повернется к южному полюсу магнита.

Будет ли оказывать действие на стрелку электрический ток?

Проверить это можно с помощью опыта. Стрелка установлена на острие, над нею параллельно ее оси помещен проводник. Если замкнуть цепь, стрелка повернется в другое положение, при выключенной цепи вернется обратно.

Впервые проведя этот опыт в 1820 году, датский ученый Ганс Христиан Эрстед, не имея достаточно знаний о магнетизме, не сумел объяснить поведение стрелки около проводника с током. Это было сделано позднее, а опыт получил название «Опыта Эрстеда».

Получается, что электрический ток может быть источником магнитного поля, которое возникает вокруг движущихся зарядов (вокруг не движущихся зарядов есть только электрическое поле).

Нет ли противоречия в наличии магнитного поля вокруг тока, где направленно движутся частицы, и магнитного поля около постоянных магнитов? Оказывается, в магнитах существуют так называемые молекулярные токи, циркулирующие внутри молекул. Во времена Эрстеда природа таких токов была еще не открыта. Теперь же известно, что в атоме постоянно движутся электроны, поэтому и возникают магнитные свойства некоторых природных веществ, например, железа.

По примеру магнитов для графического изображения поля вокруг тока используют силовые магнитные линии. Направление их указывают северные полюсы магнитных стрелок, помещенных в это поле.

Расположение стрелок показывает, что:

Существует так называемое первое правило правой руки, по которому можно указать направление силовых линий магнитного поля вокруг проводника с током. При изменении направления тока меняется и направление силовых линий поля. Правая рука человека помогает разобраться в этих направлениях.

Конечно, правило применяется не буквально. Не нужно провод брать в руки, надо мысленно представить эту ситуацию с проводником и рукой.

Соленоид и его магнитные свойства. Электромагниты

Короткие провода применяются редко. Тем более, что при небольшом токе вокруг них возникает и небольшое магнитное поле. Для усиления магнитного действия прямой провод сворачивают в виде спирали на непроводящем трубчатом каркасе (дереве, пластмассе, керамике). Такое устройство называется соленоидом (от греч. «солен» — «трубка»). Проще говоря, это катушка с током.

Магнитные поля полосового магнита и катушки-соленоида очень похожи. Силовые линии катушки выходят с северного полюса, в южный полюс входят.

Определить полюсы соленоида можно, поднеся к краю катушки магнит. Если цепь замкнута, и по катушке идет ток, то магнит или притянется к соленоиду, или оттолкнется от него. Например, к катушке приблизили северный полюс магнита, подвешенный на нити.

Магнит оттолкнулся от края катушки. Но ведь отталкиваются одноименные полюсы. Значит, приблизили магнит к северному полюсу соленоида. С другой стороны будет находиться южный полюс.

Магнит будет притягиваться к катушке, значит, рядом с магнитом находится южный полюс катушки, так как притягиваются разноименные полюсы.

Направление линий магнитного поля катушки с током помогает определить второе правило правой руки.

Получается, что соленоид можно использовать как магнит, если подключить такой магнит к источнику тока. Это будет уже не постоянный магнит, а созданный с использованием электрического тока, который срабатывает при включении в электрическую сеть.

При изменении (увеличении или уменьшении) магнитного действия соленоида можно пойти тремя путями:

• регулированием силы тока цепи (можно с помощью реостата);

• увеличением (уменьшением) количества витков катушки;

• использованием внутри катушки сердечника (чаще всего из железа).

Приспособление, состоящее из катушки с током и сердечника внутри нее, называется электромагнитом. Это одна из главных частей большинства электротехнических приборов, систем и устройств:

• телеграфная связь;
• стационарные телефонные аппараты;
• электрические звонки;
• электродвигатели;
• трансформаторы;
• электромагнитные реле;
• домофоны;
• производственные электромагниты.

Грузоподъемный магнит.

Домофон с электромагнитом.

Вентилятор с электродвигателем.

Самый первый электромагнит был изготовлен англичанином У. Стердженом в 1825 году. Его магнит массой 200 г сумел удержать тело в 3 кг 600 г. Через шесть лет американец Дж. Генри создал электромагнит, который поднимал уже 1000 кг.

Интересно и просто на основе электромагнита работает электрический звонок.

Цифрами на схеме обозначены основные детали звонка. Это;

1. Провода, идущие через замыкающую кнопку к источнику тока.
2. Контактная пластинка.
3. Контактный винт.
4. Якорь – тонкая железная пластинка.
5. Обмотка катушки.
6. Сердечник.
7. Ударный элемент звонка – молоточек.
8. Чаша звонка.

При нажатой кнопке звонка происходит замыкание цепи. По обмотке 5 идет ток, и катушка с сердечником 6 превращается в электромагнит. Якорь 4 притягивается электромагнитом к сердечнику 6. В этот момент молоточек 7 ударяет по чаше звонка 8, слышен звонкий удар звонка. Контактный винт в результате движения якоря отходит от контактной пластинки 2, и цепь размыкается. Якорь «отлипает» от сердечника, возвращается в исходное положение, соединяя тем самым контактный винт с контактной пластинкой. Цепь снова замкнута, электромагнит снова срабатывает и т.д. Происходит все очень быстро: цепь то замыкается, то размыкается, магнит то притягивает, то отпускает якорь, молоточек быстро стучит по чаше звонка. Частые удары сливаются в почти сплошной звук.

Электромагниты после отключения от сети быстро размагничиваются и не приносят особых хлопот в применении.

Всегда ли у магнита 2 полюса?

Магнит — это тело, которое притягивает или отталкивает некоторые другие тела. У него всегда есть северный полюс и южный полюс. Противоположные полюса притягиваются, как полюса отталкиваются. Магниты просто случаются в природе.

Все ли магниты имеют два полюса?

Как следует из названия, у магнита с северным и южным полюсами есть два полюса. Таким образом, магниты можно разделить на следующие компоненты: Северный полюс. Южный полюс.

Сколько полюсов у каждого магнита?

Каждый магнит имеет два полюса. Северный полюс (красный) и южный полюс (зеленый). Магнитный эффект максимален на двух полюсах.

Почему нет магнита с одним полюсом?

Реальный магнитный монополь, у которого нет противоположного полюса, еще не наблюдался. Если бы он существовал как частица, то имел бы магнитный заряд, соответствующий электрическому заряду; магнитные заряды были бы источниками и поглотителями магнитного поля (см. Также монополь (физика)).

У каждого ли магнита есть северный и южный полюса?

У каждого магнита есть северный полюс (N) и южный полюс (S). Если вы сломаете постоянный магнит, у вас будет два меньших магнита, каждый с северным полюсом и южным полюсом.

Магниты имеют два полюса | Общие исследования — Физика | учитель Шмидт

Найдено 38 похожих вопроса

Как узнать полюса магнитов?

Дальше все очень и очень просто. Вы держите рассматриваемый магнит на северной стороне (обычно отмеченной красным). Сторона магнита, которая притягивается к красному магнитному полюсу, является южным полюсом, а сторона, которая отталкивается, — северным полюсом.

Северный магнитный полюс положительный или отрицательный?

Наклонение в основном положительное в северном полушарии, отрицательное в южном полушарии и точно равно нулю на магнитном экваторе. Здесь магнитное поле проходит параллельно поверхности земли. Таким образом, наклон магнитных полюсов составляет 90 градусов.

Является ли южный полюс отрицательным полюсом?

Называются ли концы магнита плюсом и минусом или северным и южным полюсом, не имеет решающего значения в повседневном использовании. Здесь положительный полюс обычно отождествляют с северным магнитным полюсом.

Где находится северный и южный полюса магнитов?

Наша Земля представляет собой гигантский магнит с северным и южным полюсами, окруженный магнитным полем, подобным постоянному магниту. Поскольку северный полюс магнита указывает на север, а магниты противоположной полярности притягиваются, географический северный полюс является магнитным южным полюсом.

Какой полюс является положительным магнитом?

Полюса: есть два полюса, положительный и отрицательный, расположенные на каждом конце магнита. Северный полюс заряжен положительно, а южный — отрицательно.

Сколько полюсов?

Он имеет два магнитных полюса, северный полюс и южный полюс. И, как и все магниты, Земля окружена магнитным полем: геомагнитным полем.

Можно ли поменять местами полюса магнита?

электромагнит с постоянным магнитом

Магнитные полюса можно поменять местами. Однополюсные отталкиваются, разноименные притягиваются. Сила магнитного поля всегда одинакова. Магнитную силу можно «включать и выключать».

Почему существует северный и южный полюс?

Причины возникновения этого магнитного поля долгое время были загадкой для ученых. Сегодня исследователи придерживаются мнения, что магнитное поле Земли вызвано электрическими токами внутри земного ядра.