Почему в опыте эрстеда проводник располагался

1.3. Опыт Эрстеда. Закон Ампера

Опыт Эрстеда — классический опыт, проведённый в 1820 году Эрстедом и являющийся первым экспериментальным доказательством воздействия электрических токов на магниты.

Суть опыта

Ганс Христиан Эрстед помещал над магнитной стрелкой прямолинейный металлический проводник, направленный параллельно стрелке. При пропускании через проводник электрического тока стрелка поворачивалась почти перпендикулярно проводнику. При изменении направления тока стрелка разворачивалась на 180°. Аналогичный разворот наблюдался, если провод переносился на другую сторону, располагаясь не над, а под стрелкой.

Принято считать, что это открытие было совершенно случайно: профессор Эрстед демонстрировал студентам опыт по тепловому воздействию электрического тока, при этом на экспериментальном столе находилась также и магнитная стрелка. Один из студентов обратил внимание профессора на то, что в момент замыкания электрической цепи стрелка немного отклонялась. Позднее Эрстед повторил опыт с более мощными батареями, усилив тем самым эффект.

Закон Ампера — закон взаимодействия электрических токов. Впервые был установлен Андре Мари Ампером в 1820 году для постоянного тока. Из закона Ампера следует, что параллельные проводники с электрическими токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в противоположных — отталкиваются. Законом Ампера называется также закон, определяющий силу, с которой магнитное поле действует на малый отрезок проводника с током. Выражение для силы , с которой магнитное поле действует на элемент объёма проводника с током плотности , находящегося в магнитном поле с индукцией .

Сила , с которой магнитное поле действует на элемент проводника с током, находящегося в магнитном поле, прямо пропорциональна силе тока в проводнике и векторному произведению элемента длины проводника на магнитную индукцию :

На проводник с током, находящийся в магнитном поле, действует сила, равная

F = I·L·B·sin a

I — сила тока в проводнике; B — модуль вектора индукции магнитного поля; L — длина проводника, находящегося в магнитном поле; a — угол между вектором магнитного поля инаправлением тока в проводнике.

Силу, действующую на проводник с током в магнитном поле, называют силой Ампера.

Максимальная сила Ампера равна:

F = I·L·B

Ей соответствует a = 90 0 .

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки: если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная составляющая вектора магнитной индукции В входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы, действующей на отрезок проводника с током, то есть силы Ампера.

1.4. Закон взаимодействия наэлектризованных тел

Прошло более двух тысячелетий, прежде чем началось систематическое исследование электричества и был открыт закон взаимодействия наэлектризованных тел. На протяжении многих веков никаких серьезных попыток научного объяснения опытов с наэлектризованными телами фактически не было предпринято.

Опытами с наэлектризованными телами больше развлекались. Причем развлекались ими состоятельные люди, не имевшие никакого отношения к науке. При дворах европейских государей устраивались «электрические сеансы». Особенно увлекалась этим Екатерина II. Были построены электрические машины. Научились получать большие электрические искры. Тем не менее, эти развлекательные опыты послужили развитию интереса, любопытства и способствовали развитию науки об электричестве.

До середины XVIII в. успехи в изучении электричества были невелики: было обнаружено электричество двух родов — положительное и отрицательное, открыта возможность передачи и накопления электричества, правильно истолкована молния. Первоначальные знания по электричеству нашли свое применение: Франклином был изобретен молниеотвод.

Знания обэлектричестве накапливались, и к середине XVIII в. возникла необходимость в количественном определении электрической силы, которая действует между неподвижными наэлектризованными телами. Высказывались предположения, что закон взаимодействия зарядов аналогичен закону всемирного тяготения. Первым доказал это англичанин Генри Кавендиш примерно в 1774 г.

Но этот выдающийся ученый отличался также выдающимися странностями. Преданность его науке была просто фанатической. Так, для сбережения времени он объяснялся с домашними раз и навсегда установленными знаками. Своих работ по электричеству Кавендиш не печатал. Более ста лет пролежали его рукописи в библиотеке Кембриджского университета, пока их не извлек Дж. Максвелл (1831-1879 гг.) и не опубликовал в 1879 г. К этому времени закон взаимодействия зарядов был уже установлен во Франции ученым и инженером Шарлем Огюстеном Кулоном (1736-1806 гг.) и с тех пор носит его имя. Закон Кулона — это экспериментальный закон.

Сила взаимодействия измерялась по закручиванию проволочки, и исследовалась зависимость силы от расстояния и величины зарядов. Измерять силу и расстояние в те времена умели. Единственная трудность была с зарядом. Кулон поступил просто и остроумно. Он менял величину заряда одного из шариков в 2,4 и т.д раз, соединяя его с таким же незаряженным шариком. Заряд при этом распределялся поровну между шариками, что и уменьшало величину исследуемого заряда в известном отношении. Одновременно наблюдалось, как меняется сила.

Благодаря опытам Кулон в 1785 году открыл Закон, который определяет силу, с которой взаимодействуют неподвижные заряженные тела.

Закон, который определяет силу, с которой взаимодействуют неподвижные заряженные тела. Сила взаимодействия двух неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

где q₁ и q₂ — заряды взаимодействующих тел;

r — расстояние между взаимодействующими телами.

«K» — коэффициент пропорциональности. Его числовое

значение было определено экспериментально:

к = 9 • 10 9 Н • м 2 /Кл 2 .

Закон справедлив только для точечных зарядов, т.е. зарядов, геометрические размеры которых малы по сравнению с расстоянием между зарядами.

Закон Кулона впервые позволил рассматривать заряд как определенное количество, то есть измерять его и выражать числом.

Электрические или кулоновские силы, возникающие при взаимодействии неподвижных заряженных тел или частиц, обладают рядом особенностей.

Кулоновские силы:

1. Дальнодействующие и медленно убывают с увеличением расстояния.

2. Не действуют между электрически нейтральными частицами и телами, поэтому их нельзя назвать универсальными. Они универсальны лишь в том, что закон Кулона можно применять для определения силы взаимодействия как заряженных макроскопических тел, так и элементарных частиц, обладающих электрическим зарядом.

3. Направление кулоновских сил определяется в соответствии с правилом:

! Силы взаимодействия между зарядами равны по модулю и направлены противоположно друг другу вдоль прямой, соединяющей эти заряды.

На рисунке 3 показаны как направлены силы взаимодействия между двумя заряженными шариками в случаях: когда заряды одинаковы (рис. За) и когда их заряды противоположны (рис. 36):

Рис. 3

. На числовое значениекулоновской силы влияет среда, в которой происходит взаимодействие. Всякая среда характеризуется диэлектрической проницаемостью £.

! Диэлектрическая проницаемость показывает, во сколько раз сила взаимодействия между зарядами в данной среде меньше, чем в вакууме

Учитывая это, закон Кулона для любой среды может быть записан в следующем виде:

Диэлектрическая проницаемость среды — величина безразмерная, её значение для различных сред можно найти в специальных таблицах физических справочников.

Например, диэлектрическая проницаемость для дистиллированной воды 81; для парафина 2,1; для масла 2,5; для керосина 2,1; для слюды 6; для стекла 7 и т. д. Диэлектрическая проницаемость вакуума равна 1.

Вопрос 3.

Расположим проводник, включённый в цепь источника тока, над магнитной стрелкой параллельно её оси.

При замыкании цепи магнитная стрелка отклоняется от своего первоначального положения (на рисунке показано пунктиром). При размыкании цепи магнитная стрелка возвращается в своё начальное положение. Это означает, что проводник с током и магнитная стрелка взаимодействуют друг с другом.

Выполненный опыт говорит о существовании вокруг проводника с электрическим током магнитного поля. Оно и действует на магнитную стрелку, отклоняя её.

Т. Взаимодействие проводников

Известные с древних времен явления притяжения разноименных и отталкивания одноименных полюсов магнита напоминают явления взаимодействия разноименных и одноименных электрических зарядов. Однако многочисленные попытки ученых установить связь между электрическими и магнитными явлениями на протяжении многих столетий оставались безрезультатными. Об этой связи говорит также замеченный факт намагничивания железных предметов и перемагничивания компаса во время грозы.

Впервые эта связь была обнаружена X. Эрстедом и А. Ампером в 1820 г. А. Ампер показал, что два параллельных проводника с токами притягиваются или отталкиваются в зависимости от направления тока в них (рис. 1, а, б). Это взаимодействие не может быть вызвано электростатическим полем по следующим причинам. Во-первых, при размыкании цепи (на рисунке 1, в перемычка между верхним» клеммами отсоединена) взаимодействие проводников прекращается, хотя заряды на проводниках н их электростатические поля остаются. Во-вторых, одноименные заряды (электроны в проводнике) всегда только отталкиваются.

В опыте X. Эрстеда проводник располагают над магнитной стрелкой (или под ней) параллельно ее оси (рис. 2). При пропускании тока по проводнику стрелка отклоняется от своего первоначального положения. При размыкании цепи магнитная стрелка возвращается в свое первоначальное положение. Этот опыт показывает, что в пространстве, окружающем проводник с током, действуют силы, вызывающие поворот магнитной стрелки, то есть силы, подобные тем, которые действуют на нее вблизи постоянных магнитов.

Действие магнитных сил обнаружено в пространстве вокруг отдельно движущихся заряженных частиц. Так, А.Ф.Иоффе в 1911 г. наблюдал отклонение магнитных стрелок, расположенных вблизи пучка движущихся электронов. Схема его опыта представлена на рисунке 3. Над и под трубкой находились две одинаковые, но противоположно направленные магнитные стрелки, укрепленные на общем кольце, подвешенном на упругой нити. При прохождении в трубке потока электронов магнитные стрелки поворачивались.

Если часть гибкого проводника, присоединенного к одному полюсу источника, а значит, заряженного, поместить вблизи дугообразного магнита (рис. 4, а), то действие поля магнита на проводник не наблюдается. Однако после замыкания цепи (рис. 4, б, в) проводники приходят в движение. Таким образом, магнитные силы действуют только на движущиеся заряды.

Литература

Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — C. 313-315.

Почему в опыте эрстеда проводник располагался

Опыты Эрстеда.

По словам самого Эрстеда, удачные опыты ему удалось произвести лишь весной 1820 г . во время своих лекций об электричестве, гальванизме и магнетизме. Результаты этих опытов были им опубликованы в маленьком мемуаре « Experimenta circa efficaciam conflictus electrici in Acum magneticam » ( Hafniae , 21 Juli 1820) («Опыты по влиянию электрического тока на магнитную иглу»), который был им разослан во все известные ученые общества, физикам и в редакции физических журналов. Дословно выдержки из мемуара приведены синим текстом: (рисунки авт., реконструкция). Как видно, описания опытов самим Эрстедом изложены довольно сложно, без подробных иллюстраций.

Первый опыт.

провод и магнитная стрелка, тока нет.

После включения тока. Направление тока от минуса к плюсу.

Штрих-пунктир новое положение стрелки.

«Предположим, что прямолинейный участок этой проволоки протянут над подвешенной обычным способом магнитной стрелкой параллельно направлению последней. Проволоку оставляю достаточно гибкой, чтобы этот участок можно было по желанию перемещать. В данном случае стрелка изменит свое положение и полюс, находящийся под той частью соединительной проволоки, которая ближе к отрицательному концу гальванического аппарата, отклонится к западу. Если расстояние от проволоки до стрелки не превосходит 3/4 дюйма, отклонение составляет около 45°. Если расстояние увеличивать, то угол пропорционально уменьшается. Впрочем, абсолютная величина отклонения изменяется в зависимости от мощности аппарата.»

Перемещая соединительную проволоку к востоку или к западу, оставляя ее параллельной направлению стрелки, мы ничего не изменяем, кроме величины самого действия. Отсюда следует, что наблюдаемый эффект не может быть приписан притяжению, так как если бы отклонение стрелки зависело от притяжений или отталкиваний, то полюс, который приближается к проволоке, когда последняя находится к востоку, должен был бы приближаться к ней и тогда, когда эта проволока переходит к западу.»

«Если соединительная проволока расположена горизонтально под стрелкой, то эффект будет таким же, как и тогда, когда проволока расположена сверху, но действие будет направлено в обратную сторону. Иными словами, полюс стрелки, под которым находится та часть проволоки, которая ближе всего к отрицательному концу батареи, отклоняется в этом случае к востоку. Чтобы легче запомнить эти результаты, мы будем пользоваться следующей формулой: полюс, который видит отрицательное электричество входящим над собой, отклоняется к западу, а полюс, который видит его входящим под собой, отклоняется к востоку….»

Только при достаточно большом токе, или очень близко от провода стрелка устанавливается перпендикулярно току. Вопрос математически ли точно, или все таки под малым углом со стремлением к перпендикуляру. Скорее второе. А может быть и некоторое смещение стрелки вдоль провода? Проверки такой не проводилось.

Этот опыт приводится во многих учебниках, например в монографии Сивухина Д.В. Общий курс физики. Электричество. Т3. стр. 217.

Причем опускается взаимодействие с земным магнитным полем.

Второй опыт .

«Если поворачивать соединительную проволоку в горизонтальной плоскости таким образом, чтобы она составляла всё больший и больший угол с магнитным меридианом ( b ), то отклонение стрелки ( a ) будет увеличиваться, если вращение проволоки будет происходить в направлении положения отклонённой стрелки; оно, напротив, будет уменьшаться, если вращение будет происходить в обратном направлении.»

Проведена проверка как магнитное поле Земли действует на изменение положения провода.

Третий опыт.

Продолжаем перемещать провод, компенсировав действие магнитного поля.

Соединительная проволока, находящаяся в горизонтальной плоскости, в которой движется уравновешенная магнитная стрелка, и параллельная стрелке, не отклоняет её ни на восток, ни на запад, а заставляет её колебаться в плоскости наклонений таким образом, что полюс, вблизи которого в проволоку вступает отрицательное электричество, опускается вниз, если проволока находится с западной стороны стрелки, и наоборот, поднимается вверх, если проволока находится с восточной стороны стрелки.

То есть уже имеем вращение северного полюса вокруг провода. То есть если теперь закрепить стрелку не посредине, а у полюса типа кардан, то любой полюс начнет вращаться вокруг провода. Этот опыт позже осуществил Фарадей.

Четвертый опыт.

Если поместить соединительную проволоку над стрелкой или под нею перпендикулярно к плоскости магнитного меридиана, то стрелка остаётся в покое, за исключением того случая, когда проволока находится близко к полюсу. Но в этом случае полюс поднимается, если начало тока находится с западной стороны проволоки, и опускается, если оно находится с восточной стороны.

Если соединительная проволока помещена отвесно против одного из полюсов магнитной стрелки и близко к нему и если верхний конец проволоки получает электричество от отрицательного конца гальванического прибора, то этот полюс поворачивается к востоку ; если же, напротив, проволока находится вблизи такой точки стрелки, которая лежит между полюсом и серединой стрелки, то эта точка отклоняется на запад . Если верхний конец проволоки получает электричество от положительного конца прибора, то явления происходят в обратном порядке.

Данный опыт, исходя из описания Эрстеда, не учитывает магнитного меридиана. И нет разницы, какой полюс находится рядом с проволокой. В принципе это повтор четвертого опыта в вертикальном положении провода.

Современный аналог

Шестой опыт.

Если согнуть соединительную проволоку таким образом, чтобы она образовала у сгиба две параллельные части или две параллельные стороны, то магнитные полюсы притягиваются или отталкиваются ею в зависимости от обстоятельств. Проволоку помещают против одного из полюсов стрелки таким образом, чтобы плоскость параллельных сторон была перпендикулярна к магнитному меридиану, и восточную сторону соединяют с отрицательным концом гальванического прибора, а западную с положительным концом. В этом положении ближайший полюс отталкивается либо на восток, либо на запад, в зависимости от положения плоскости сторон. Если восточная сторона соединена с положительным концом прибора, а западная с отрицательным, то ближайший полюс притягивается.

Если поместить плоскость ветвей перпендикулярно у точки между полюсом и серединой стрелки, то произойдут те же явления, но в обратном порядке.

Стоит добавить, что в данном случае мы уже имеем дело с почти замкнутым контуром, витком. И стрелка должна тянуться к центральной точке, или отталкиваться в зависимости от направления тока.

Латунная стрелка, подвешенная подобно магнитной стрелке, не приходит в движение от действия соединительной проволоки. Равным образом остаётся в покое при таких опытах и стрелка из стекла или каучука.

«Согласно изложенным фактам, электрический конфликт, по-видимому, не ограничен проводящей проволокой, но имеет довольно обширную сферу активности вокруг этой проволоки.

Кроме того, из сделанных наблюдений можно заключить, что этот конфликт образует вихрь вокруг проволоки. Иначе было бы непонятно, как один и тот же участок проволоки, будучи помещен под магнитным полюсом, относит его к востоку, а находясь под полюсом, увлекает его к западу.

Именно вихрям свойственно действовать в противоположных направлениях на двух концах одного диаметра.

Вращательное движение вокруг оси, сочетающееся с поступательным движением вдоль этой оси, обязательно дает винтовое движение. Однако, если я не заблуждаюсь, такое винтовое движение, по-видимому, не является необходимым для объяснения какого-либо из явлений, наблюдавшихся до сих пор.

Все действия, которые наблюдаются по отношению к северному полюсу и были описаны нами выше, легко объясняются, если предположить, что отрицательная электрическая сила или материя описывает спираль слева направо и действует на северный полюс, не влияя на южный. Действия на южный полюс объясняются подобным же образом, если допустить, что положительная электрическая материя движется в противоположном направлении и обладает свойством действовать на южный полюс, не влияя на северный. Чтобы ясно представить себе этот закон и видеть, как он согласуется с фактами, повторение опытов лучше всяких объяснений. Весьма полезно для лучшей ориентировки в опытах как-нибудь отметить на самой проволоке направление электрических сил.»

Дополнение к опытам Эрстеда

Завивка проводника с током вокруг магнита. Изменение направления тока меняет направление завивки спирали.

Вопрос только в том, вращается ли действительно сам ток. Опыты с жидкими электролитами при малых токах не обнаруживают вращения. Не обнаружено вращения в каналах электрических разрядов, в канале электрической дуги.

Это не является абсолютным доказательством полного отсутствия вращения. Токи достаточно малы, в том числе и в канале молнии. Возможно, вращение просто незаметно глазу.

В опытах Планте такое вращение было обнаружено, но касается оно уже взаимодействия магнита и тока в электролите. Плоскость вращения параллельна плоскости полюсного наконечника.

То есть взаимодействуют два потока. Вращающийся магнитный поток-вихрь (без полюсов) от проводника, его действие не обнаруживается движением жидкости в отсутствии магнита, и магнитный поток (входящий и выходящий) из магнита. Если разворачивать в опыте Планте магнит параллельно встык току, за плюсовым электродом, плоскость вращения жидкости тоже повернется. Без магнита вращения нет.

Имеется подтверждение вращения магнитного потока вокруг проводника с током. Это двойной опыт Фарадея с вращением проводника вокруг магнита и магнита вокруг проводника. До сих пор имеется только констатация факта, но нет объяснения, почему происходит вращение и почему в опыте Эрстеда происходит притяжение магнита именно нейтральной зоной к проводнику.

Опыт с опилками не комментируется сегодняшними теоретиками никак.

Аналогичен опыту Фарадея (вращение тока) опыт с электронным лучом в осциллографе. Если магнит полюсом приблизить к стационарному лучу (точка посредине экрана) то в результате получится круг.

Как в данном случае определить вектор магнитной индукции у проводника и его направление? Это вообще вызывает затруднение.

Силовые магнитные линии и их современное обозначение с вектором магнитной индукции проводника с током не меньшее недоумение, чем и линии постоянного магнита.

Нам втолковывают, не смотря на четкое определение вектора магнитной индукции:

«За положительное направление вектора магнитной индукции принимается направление от южного полюса S к северному полюсу N магнитной стрелки, СВОБОДНО устанавливающейся в магнитном поле.»,

Следующую картинку с демонстрацией правила буравчика:

Рис 20. рис. 21

Где вектор индукции располагается по касательной к окружности описанной вокруг проводника. То есть не одного вектора, а множества векторов, не существующих на самом деле, поскольку даже их равнодействующая равна нулю!

Одно немаловажное замечание. Полюсов у отрезка проводника с током нет. Полюса есть только у рамки с током. По оси.

А теперь посмотрим на опыт, сделанным Эрстедом, магнитная стрелка находится под проводом и первоначально до включения тока параллельна ему. После включения тока устанавливается перпендикулярно проводу.

Вопрос: а так ли абсолютно точно перпендикулярно? Или стремится к этой перпендикулярности? У Эрстеда не было прецизионных наблюдений, как то: точное измерение угла, качание плоскости стрелки. Скорость поворота стрелки. То есть динамические характеристики взаимодействия. Эти наблюдения и до сей поры не проведены. Хотя в наше время измерить индукцию да посмотреть динамику труда не представляет. Надо отметить тонкость еще Эрстедом отмеченную. Любое взаимодействие проводника с током и магнита подразумевает одновременное взаимодействие с магнитным полем земли, пренебрегать которым, скорее всего не стоит.

Куда в данном случае направлен вектор. По идее у провода во все стороны от оси провода, а у магнитной стрелки по касательной к окружности вокруг провода.

Как привычно и рисуют

То есть и у провода и у стрелки вектор имеет одно направление, а это означает, что у провода есть полюса как у подковообразного магнита, почему-то направленные сверху к стрелке. Это воплотилось в знаменитом правиле «буравчика», правый винт по направлению тока показывает направление вектора. А магнитная стрелка притягивается, причем серединой к проводу.

По определению это вектор магнитной индукции не проводника, а магнитной стрелки . или множества стрелок вокруг проводника.

А у самого провода вектор магнитной индукции является вихревым и определен быть не может. Только во взаимодействии с магнитом. Тогда правило буравчика отражает не вектор, а направление движения вихря, взаимодействующего с магнитом. Причем направление это выбрано произвольно. Исходя из произвольно выбранного направления в самом определении вектора магнитной индукции.

И как быть с тем, что проводник с током просто выталкивается из магнитного потока между полюсами подковообразного магнита, независимо от полюса и направления самого тока? В какую сторону в данном случае неважно, важно, что в нейтральную зону, свободную от магнитного потока. При этом сам магнит к проводу ПРИТЯГИВАЕТСЯ СЕРЕДИНОЙ.

Получается, что у провода надо выбирать конкретное направление вектора магнитной индукции в зависимости от того, где находится полюсной наконечник северного полюса магнита. То есть под углом к средней линии магнита.. Для двух проводов с током это будет нормаль между ними. Но это и будет неверно. Поскольку полюсов у отрезков проводников нет.

И это взаимодействие не вписывается в определение вектора магнитной индукции.

Вывод только один, нам нужен не вектор магнитной индукции, а вектор силы и момент силы. А направление, истинное надо определять опытным путем.

Такая же картина и с двумя проводниками с током. Опыты Ампера.

Такое впечатление, что при одинаковом направлении тока имеем два бесконечно плоских магнита, которые складываем разноименными полюсами, у одного северный полюс к нам, у второго от нас, и наоборот. . но ведь нет полюсов у провода. О силе и моменте силы уже было сказано. Получается, что имеем бесполюсное магнитное поле. В корне отличающегося от взаимодействия самих магнитов. В первом случае это линейный закон Ампера, во втором обратно пропорциональная зависимость от квадрата расстояния — закон Кулона. Ныне он классиками магнетизма не рассматривается, а описывается как курьез c магнитными зарядами. Но опыты были Кулоном проведены и от них не отмахнешься.

Одно немаловажное замечание. Полюсов у отрезка проводника с током нет. Полюса есть только у рамки с током. По оси.

А теперь надо посмотреть подвешенную рамку с током и применить к ней результаты Эрстеда в отношении отрезка. Правило буравчика и радиальное расположение магнитных стрелок. Все хорошо, если не считать одного но. Совершенно непонятно откуда берется вращение, действительно обнаруженное впоследствии Фарадеем в опыте. А дело в статичности, которую нам преподают. Эрстед же все рассматривал в динамике. В статике не рассматривают направлений поворота стрелок в зависимости от положения. Тенденцию к вращению определил Эрстед, но последователи, исключая Фарадея и Ампера, не занялись самой динамикой, а чисто по-пользовательски отнеслись к явлению, решив, что и сделанного ими предостаточно. Именно поэтому многие исключительно важные с точки зрения динамики, проведенные опыты остались за бортом, незамеченные. И до сих пор вращение и движение проводящих сред выдается как новое открытие, новые поля и новые магнитные взаимодействия. Имеются в виду монография небезызвестного Николаева. И множество публикаций на сайте http://ntpo.com/physics/opening/30.shtml и других сайтах.

В чем недостаток опыта Эрстеда. И что забыли экспериментаторы 18 века проверить. Вращающий момент не определили.

Какой можно предложить опыт. С известной индукцией магнита магнитной стрелки, меняя ток и расстояние от проводника определить зависимость изменения угла поворота стрелки, на основании чего можно определить вращающий момент. А, используя динамометр или весы определить силу притяжения стрелки к проводу, подвесив ее за среднюю линию.

Дополнительное предложение, провести опыт с проводом, имеющим плоскую конфигурацию, ленточным. Понаблюдать, есть ли отличия от первого опыта.

Выводы: вихревой магнитный поток от провода, большей частью своей проходит через магнит, причем делает это равновесно с обоих полюсов сразу. Получается, как будто собственный магнит все время крутится внутри провода. Ток намагничивает ферромагнитный материал.

Каков может быть процесс.

Любая передача энергии с ее поглощением вызывает притяжение.

По проводу идет излучение, ток. Само оно может и вращается, но в однородном проводящем материале возможно очень слабо.

Оно рассеивается. А рассеиваемое уже должно вращаться. Причина вращения это турбулентности при обтекании излучением атомов, вращение атомов и вращение излучения после его обработки атомами. Возможно вращение на винтовой структуре самих кристаллов.

Внутри провода из-за неоднородностей образуются вирхи и не один, а множество из рассеиваемого излучения.

Шаг очень маленький.

Практически в один атом, или атомную плоскость кристалла.

Направление закручивание тогда определяется в основном направлением винта в кристаллах. А это в свою очередь определяется направлением вращения магнитного потока при их образовании. Не забываем про магнитный поток Земли.

Примечание. Наличие винтовых дислокаций при росте кристаллов отмечается давно. Их возникновение не просто в некоторых кристаллах, а уже повсеместно отмечается во многих работах посвященных выращиванию кристаллов в магнитном поле. Вот статья, к примеру, выявление повышенной пластичности, обусловленной именно винтовыми дислокациями. Неискушенных в квантовой механике это может отпугнуть мощью теоретической подкладки. http://www.rcamel.ru/glava_1.htm

В общем, кристаллография только начала свои исследования в этом направлении. В Интернете статей раз два и обчелся.

http://www.ooorustorg.ru/abstract/fundamental/2b.html очень сильно бьет по эффекту Холла с его необъясненным до сих пор, Самой Квантовой механикой! знаком. http://fatyf.narod.ru/hall-effect.htm

«В кристалле мы имеем ясное доказательство существования общего принципа жизни, и хотя мы не можем понять жизни кристалла, он, тем не менее — живая субстанция». Никола Тесла.

Это эпиграф к статье о спирали ДНК в каком – то журнале. Таково и мое мнение.

Тогда основной поток рассеивания практически перпендикулярен направлению тока

Так как каждый слой мешает друг другу, вихри рассеивания уходят в сторону от провода. И закручены вокруг провода. По направлению винтовых дислокаций.

Поток вихрей снаружи провода неоднородный, ослабевающий с расстоянием. Мало того, как отмечается во множестве опытов, пары вихрей вращаются совместно. Вокруг друг друга. Таким образом, множественность частных вращений создает вращение в общем, в цилиндрическом окружении провода.

Сначала такой вихрь встречается со средой, пытается ее подстроить под себя. То есть, такое излучение, встретив, любой атом на своем пути изменяет его состояние. Если атом является «проводником» но плохим парамагнетиком, появляется электрический потенциал со слабым намагничиванием. Если плохим проводником, но хорошим парамагнетиком «ферромагнетиком», появляется сильная намагниченность и малый электрический потенциал.

Таким образом, весь вихрь в комплексе по длине проводника с током либо намагничивает, либо создает повышенную электризацию близлежащих атомов.

Примеры: Электризация воздуха возле проводов высоковольтных линий электропередач (ЛЭП постоянного тока). Переменного и импульсного тока в силу уже Фарадеевской магнитной индукции.

Образование малой ЭДС в проводнике, перпендикулярно расположенном отношению к проводнику с током. Проводник возле провода высокого напряжения.

Намагничивание железных опилок и их притяжение к проводу.

В данный момент рассматривается постоянство магнитного потока, отсутствия изменения его во времени или отсутствия движения «участников» опыта, магнитов или проводников.

Естественно, возникающие разности потенциалов и степени намагничиваемости крайне малы, поскольку при этом не присутствуют какие либо серьезные изменения в самом процессе. Образование больших ЭДС будет объяснено при рассмотрении магнитной индукции, Опыты Фарадея.

Образование «статической» эдс в проводнике при перпендикулярном расположении

Образование «статической» ЭДС в проводнике внутри замкнутого контура с током.

Образование «распределенной» ЭДС при параллельном расположении.

Намагничивание железных опилок. В данном случае уже само притяжение — есть факт движения опилок, система перестает быть статичной и работает закон магнитной индукции Фарадея. То есть атомы поглощая излучение намагничиваются и лишь потом начинают двигаться к проводу в сторону роста интенсивности вихревого магнитного потока, что еще более намагничивает. Любая передача энергии с ее поглощением вызывает притяжение.

Уже намагниченная магнитная стрелка просто серединой притягивается к проводнику с током. Направление указано красной стрелкой.

В связи с вышеизложенным, вихревым и отчасти спиральным характером процесса, следует ожидать слабо заметное поступательное движение вдоль провода намагниченных атомов, а вместе с тем и магнитов перпендикулярно направлению тока (показано на рисунке синим). Явление самоиндукции. Появление эдс в источнике.

Излучение встречается с ферромагнетиком.

Подстраивает его атомы под себя.

Тот начинает проводить именно это излучение, причем очень хорошо..

Если тот уже настроен. Уже магнит. Часть излучения вихря проходит через него. То есть разворачивает почти перпендикулярно проводу и за полюса тянет..

Просто притягивает. По принципу передачи энергии.

И пытается на малый шаг сдвинуть его вместе с собой.

Если не получается, то начинает вращать его своим потоком. В последствии это и осуществил Фарадей.

Пока рассмотрен только статический вариант объяснения электромагнитной индукции, позволяющий более досконально объяснить опыты Фарадея.

Что и будет сделано в последующих статьях.

Данный опыт не позволяет определить действительное направление вращения и действительное направление движения магнитного потока у постоянного магнита.