Ո՞րն է էլեկտրական հոսանքի մագնիսական ազդեցության դրսևորումը: Ինչ երեւույթներ են ուղեկցվում էլեկտրական հոսանքով

1. Ինչպիսի՞ն է էլեկտրական հոսանքի մագնիսական ազդեցության դրսեւորումը: Բացատրեք ձեր պատասխանը:

Երկրորդ տեսակի հաղորդիչների միջով անցնող էլեկտրական հոսանքի կարողությունը այս լարերի շուրջ մագնիսական դաշտ առաջացնելու համար

2. Ինչպե՞ս կարելի է կողմնացույցի միջոցով որոշել մագնիսի բևեռները: Բացատրեք ձեր պատասխանը:

Նետի հյուսիսային բևեռը ձգվում է դեպի մագնիսի հարավային բևեռը, հարավային բևեռը՝ հյուսիս։

3. Ինչպե՞ս կարող եք հայտնաբերել մագնիսական դաշտի առկայությունը տիեզերքում: Բացատրեք ձեր պատասխանը:

Օրինակ՝ օգտագործելով երկաթի թելեր: Հոսանքի մագնիսական դաշտի ազդեցությամբ երկաթի փաթիլները պատահականորեն չեն տեղակայված հաղորդիչի շուրջը, այլ համակենտրոն շրջանագծի երկայնքով:

4. Ինչպե՞ս կողմնացույցի օգնությամբ որոշել, թե արդյոք հոսանք է հոսում հաղորդիչում: Բացատրեք ձեր պատասխանը:

Եթե ​​կողմնացույցի սլաքը ուղղահայաց է մետաղալարին, ապա մետաղալարով ուղղակի հոսանք է հոսում:

5. Հնարավո՞ր է մագնիս կտրել այնպես, որ ստացված մագնիսներից մեկն ունենա միայն հյուսիսային բևեռ, իսկ մյուսը՝ հարավային: Բացատրեք ձեր պատասխանը:

Անհնար է կտրատել ձողերը միմյանցից։ Մագնիսական բևեռները գոյություն ունեն միայն զույգերով:

6. Ինչպե՞ս կարող եք պարզել, թե արդյոք լարում հոսանք կա առանց ամպաչափ օգտագործելու:

• Օգտագործելով մագնիսական ասեղ, որն արձագանքում է լարերի հոսանքին:
• Օգտագործելով զգայուն վոլտմետր, միացրեք այն մետաղալարի ծայրերին:

Շղթայում էլեկտրական հոսանքը միշտ դրսևորվում է ինչ-որ գործողությամբ: Սա կարող է լինել և՛ աշխատանք որոշակի բեռի վրա, և՛ հոսանքի ուղեկցող ազդեցություն: Այսպիսով, հոսանքի գործողությամբ կարելի է դատել դրա առկայությունը կամ բացակայությունը տվյալ շղթայում. եթե բեռը աշխատում է, կա հոսանք: Եթե ​​նկատվում է հոսանքին ուղեկցող տիպիկ երեւույթ, շղթայում առկա է հոսանք եւ այլն։

Ընդհանուր առմամբ, էլեկտրական հոսանքն ի վիճակի է առաջացնել տարբեր գործողություններ՝ ջերմային, քիմիական, մագնիսական (էլեկտրամագնիսական), լուսային կամ մեխանիկական, և տարբեր տեսակի ընթացիկ գործողություններ հաճախ դրսևորվում են միաժամանակ։ Հոսանքի այս երեւույթներն ու գործողությունները կքննարկվեն այս հոդվածում։

Էլեկտրական հոսանքի ջերմային ազդեցություն

Երբ ուղիղ կամ փոփոխական էլեկտրական հոսանքն անցնում է հաղորդիչով, հաղորդիչը տաքանում է: Նման ջեռուցման հաղորդիչներ տարբեր պայմաններում և կիրառություններում կարող են լինել՝ մետաղներ, էլեկտրոլիտներ, պլազմա, մետաղների հալվածքներ, կիսահաղորդիչներ, կիսամետաղներ։

Ամենապարզ դեպքում, եթե, ասենք, էլեկտրական հոսանք անցկացվի նիկրոմե լարով, այն կտաքանա։ Այս երևույթն օգտագործվում է ջեռուցման սարքերում. էլեկտրական թեյնիկներ, կաթսաներ, ջեռուցիչներ, էլեկտրական վառարաններ և այլն: Էլեկտրական աղեղի եռակցման ժամանակ էլեկտրական աղեղի ջերմաստիճանը սովորաբար հասնում է 7000 ° C-ի, և մետաղը հեշտությամբ հալվում է, սա նաև ջերմային էֆեկտն է։ հոսանքի։

Շղթայի մի հատվածում թողարկվող ջերմության քանակը կախված է այս հատվածի վրա կիրառվող լարումից, հոսող հոսանքի արժեքից և դրա հոսքի ժամանակից ():

Շղթայի մի հատվածի համար Օհմի օրենքը փոխակերպելով՝ ջերմության քանակը հաշվարկելու համար կարող եք օգտագործել կամ լարումը կամ հոսանքը, բայց այնուհետև անհրաժեշտ է իմանալ շղթայի դիմադրությունը, քանի որ դա է, որ սահմանափակում է հոսանքը և, փաստորեն առաջացնում է տաքացում։ Կամ, իմանալով շղթայի հոսանքն ու լարումը, նույնքան հեշտությամբ կարող եք գտնել առաջացած ջերմության քանակը:

Էլեկտրական հոսանքի քիմիական ազդեցությունը

Մշտական ​​էլեկտրական հոսանքի ազդեցության տակ իոններ պարունակող էլեկտրոլիտներ - սա հոսանքի քիմիական գործողությունն է: Բացասական իոնները (անիոնները) ձգվում են դեպի դրական էլեկտրոդը (անոդ) էլեկտրոլիզի ժամանակ, իսկ դրական իոնները (կատիոնները)՝ դեպի բացասական էլեկտրոդը (կաթոդ): Այսինքն՝ էլեկտրոլիտում պարունակվող նյութերը էլեկտրոլիզի ժամանակ ազատվում են ընթացիկ աղբյուրի էլեկտրոդներում։

Օրինակ, զույգ էլեկտրոդները ընկղմվում են որոշակի թթվի, ալկալիի կամ աղի լուծույթի մեջ, և երբ էլեկտրական հոսանք անցնում է շղթայի միջով, մի էլեկտրոդի վրա առաջանում է դրական լիցք, մյուսում՝ բացասական լիցք։ Լուծման մեջ պարունակվող իոնները սկսում են նստել էլեկտրոդի վրա հակառակ լիցքով։

Օրինակ՝ պղնձի սուլֆատի (CuSO4) էլեկտրոլիզի ժամանակ պղնձի կատիոնները Cu2 + դրական լիցքով շարժվում են դեպի բացասական լիցքավորված կաթոդ, որտեղ ստանում են բացակայող լիցքը և դառնում պղնձի չեզոք ատոմներ՝ նստելով էլեկտրոդի մակերեսին։ Հիդրօքսիլ խումբը -OH-ը էլեկտրոններ կտա անոդում, և արդյունքում թթվածին կթողարկվի: Դրական լիցքավորված ջրածնի կատիոնները H + և բացասական լիցքավորված SO42- անիոնները կմնան լուծույթում:

Էլեկտրական հոսանքի քիմիական ազդեցությունն օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ, օրինակ՝ ջուրը իր բաղկացուցիչ մասերի (ջրածին և թթվածին) քայքայելու համար։ Նաև էլեկտրոլիզը թույլ է տալիս որոշ մետաղներ ստանալ իրենց մաքուր տեսքով: Էլեկտրոլիզի օգնությամբ մակերեսին պատվում է որոշակի մետաղի (նիկել, քրոմ) բարակ շերտ՝ սա և այլն։

1832 թվականին Մայքլ Ֆարադեյը պարզեց, որ էլեկտրոդի վրա արձակված նյութի m զանգվածը ուղիղ համեմատական ​​է էլեկտրոլիտի միջով անցած q էլեկտրական լիցքին։ Եթե ​​հաստատուն հոսանք I անցնում է էլեկտրոլիտի միջով t ժամանակով, ապա էլեկտրոլիզի առաջին Ֆարադայի օրենքը վավեր է.

Այստեղ համաչափության k գործակիցը կոչվում է նյութի էլեկտրաքիմիական համարժեք։ Այն թվայինորեն հավասար է նյութի զանգվածին, որն արձակվում է, երբ մեկ էլեկտրական լիցք է անցնում էլեկտրոլիտի միջով և կախված է նյութի քիմիական բնույթից։

Ցանկացած հաղորդիչում (պինդ, հեղուկ կամ գազային) էլեկտրական հոսանքի առկայության դեպքում հաղորդիչի շուրջ նկատվում է մագնիսական դաշտ, այսինքն՝ հոսանք ունեցող հաղորդիչը ձեռք է բերում մագնիսական հատկություններ։

Այսպիսով, եթե մագնիսը բերվի դեպի հաղորդիչ, որի միջով հոսում է հոսանք, օրինակ, մագնիսական կողմնացույցի ասեղի տեսքով, ապա սլաքը կշրջվի ուղղահայաց հաղորդիչին, և եթե հաղորդիչը փաթաթեք երկաթե միջուկի վրա և անցնեք. Ուղղակի հոսանք հաղորդիչի միջով, միջուկը կդառնա էլեկտրամագնիս:

1820 թվականին Օերսթեդը հայտնաբերեց հոսանքի մագնիսական ազդեցությունը մագնիսական ասեղի վրա, իսկ Ամպերը սահմանեց հոսանքի հետ հաղորդիչների մագնիսական փոխազդեցության քանակական օրենքները։

Մագնիսական դաշտը միշտ առաջանում է հոսանքով, այսինքն՝ շարժվող էլեկտրական լիցքերով, մասնավորապես՝ լիցքավորված մասնիկներով (էլեկտրոններ, իոններ): Հակառակ ուղղված հոսանքները փոխադարձ վանվում են, միակողմանի հոսանքները փոխադարձաբար ձգվում են։

Նման մեխանիկական փոխազդեցությունը տեղի է ունենում հոսանքների մագնիսական դաշտերի փոխազդեցության պատճառով, այսինքն, դա, առաջին հերթին, մագնիսական փոխազդեցություն է, և միայն դրանից հետո՝ մեխանիկական: Այսպիսով, հոսանքների մագնիսական փոխազդեցությունը առաջնային է:

1831 թվականին Ֆարադեյը հաստատեց, որ մի շղթայից փոփոխվող մագնիսական դաշտը հոսանք է առաջացնում մեկ այլ շղթայում. առաջացած EMF-ը համաչափ է մագնիսական հոսքի փոփոխության արագությանը: Տրամաբանական է, որ հոսանքների մագնիսական գործողությունն է, որն օգտագործվում է մինչ օրս բոլոր տրանսֆորմատորներում, և ոչ միայն էլեկտրամագնիսներում (օրինակ, արդյունաբերականներում):

Իր ամենապարզ ձևով էլեկտրական հոսանքի լուսային ազդեցությունը կարելի է դիտարկել շիկացած լամպի մեջ, որի պարույրը տաքանում է դրա միջով անցնող հոսանքով մինչև սպիտակ ջերմություն և լույս է արձակում։

Շիկացման լամպի համար լույսի էներգիան կազմում է մատակարարվող էլեկտրաէներգիայի մոտ 5%-ը, որի մնացած 95%-ը վերածվում է ջերմության:

Լյումինեսցենտային լամպերը ավելի արդյունավետ կերպով փոխակերպում են ընթացիկ էներգիան լույսի. էլեկտրաէներգիայի մինչև 20%-ը վերածվում է տեսանելի լույսի ֆոսֆորի շնորհիվ, որը ստանում է էլեկտրական լիցքաթափումից սնդիկի գոլորշու կամ իներտ գազի մեջ, ինչպիսին է նեոնը:

Էլեկտրական հոսանքի լույսի ազդեցությունն ավելի արդյունավետ կերպով իրականացվում է LED-ներում: Երբ էլեկտրական հոսանք անցնում է pn հանգույցով դեպի առաջ, լիցքի կրիչները՝ էլեկտրոնները և անցքերը, վերամիավորվում են ֆոտոնների արտանետման հետ (էլեկտրոնների մի էներգիայի մակարդակից մյուսին անցնելու պատճառով):

Լավագույն լույսի արտանետիչները ուղիղ բաց կիսահաղորդիչներն են (այսինքն՝ նրանք, որոնցում թույլատրվում է գոտի-գոտի ուղիղ օպտիկական անցում), օրինակ՝ GaAs, InP, ZnSe կամ CdTe։ Կիսահաղորդիչների կազմը փոխելով՝ LED-ները կարող են ստեղծվել բոլոր տեսակի ալիքների երկարությունների համար՝ ուլտրամանուշակագույնից (GaN) մինչև միջին ինֆրակարմիր (PbS): LED-ի արդյունավետությունը որպես լույսի աղբյուր հասնում է միջինը 50% -ի:

Ինչպես նշվեց վերևում, յուրաքանչյուր հաղորդիչ, որի միջոցով հոսում է էլեկտրական հոսանք, ձևավորվում է իր շուրջը: Մագնիսական գործողությունները վերածվում են շարժման, օրինակ՝ էլեկտրական շարժիչներում, մագնիսական բարձրացնող սարքերում, մագնիսական փականներում, ռելեներում և այլն։

Մի հոսանքի մեխանիկական ազդեցությունը մյուսի վրա նկարագրված է Ամպերի օրենքով։ Այս օրենքը առաջին անգամ հաստատվել է Անդրե Մարի Ամպերի կողմից 1820 թվականին ուղիղ հոսանքի համար։ Այստեղից հետևում է, որ մի ուղղությամբ հոսող էլեկտրական հոսանքներով զուգահեռ հաղորդիչները ձգվում են, իսկ հակառակ ուղղություններով՝ վանվում։

Ամպերի օրենքը կոչվում է նաև օրենք, որը որոշում է այն ուժը, որով մագնիսական դաշտը գործում է հոսանք ունեցող հաղորդիչի փոքր հատվածի վրա։ Ուժը, որով մագնիսական դաշտը գործում է հաղորդիչի տարրի վրա, որն ունի մագնիսական դաշտի հոսանք, ուղիղ համեմատական ​​է հաղորդիչի հոսանքին և հաղորդիչի երկարության և մագնիսական ինդուկցիայի տարրի վեկտորի արտադրյալին:

Այն հիմնված է այս սկզբունքի վրա, որտեղ ռոտորը կատարում է հոսանք ունեցող շրջանակի դեր, որը կողմնորոշվում է ստատորի արտաքին մագնիսական դաշտում M ոլորող մոմենտով։

Ֆիզիկայի հարցին վերաբերող բաժնում։ 8-րդ դասարան. մագնիսական դաշտ. helpeeee ... տրված է հեղինակի կողմից Դիմողլավագույն պատասխանն է 1-a Էլեկտրական հոսանքի մագնիսական ազդեցությունը երկրորդ տեսակի հաղորդիչների միջով անցնող էլեկտրական հոսանքի կարողությունն է՝ այս լարերի շուրջ մագնիսական դաշտ առաջացնելու համար:
1-բ Դրականը գրավում է բացասականին 🙂
2-ա Ցուցիչը սկսում է շեղվել նորմալ դիրքից
2-բ Անունները վանում են, ի տարբերություն գրավիչ
3-ա Մագնիսական դաշտում կողմնացույցի սլաքը պտտվում է խիստ սահմանված ձևով՝ միշտ դաշտի գծերին զուգահեռ։ (գիմբալ կամ ձախ ձեռքի կանոն)
3-բ Երկու դեպքում էլ ծայրերում
4-ա Պտուտակահանով կամ փակելով (լավագույն ձևը չէ)
4-b Հյուսիսային մագնիսականը գտնվում է հարավային աշխարհագրության վրա և հակառակը: Չկա հստակ սահմանում. ենթակա է տեղաշարժի
5-ա Հաղորդավարի տաքացում
5-բ Միանշանակ ոչ
6-ա մագնիսով սաթ - եղբայրներ.
Պարզվեց, որ դա մոտ է ճշմարտությանը, և կայծակը «շրջանակեց» նրանց։ Ի վերջո, երբ սաթը էլեկտրականացվում է, կայծեր են առաջանում, իսկ կայծերը փոքրիկ կայծակներ են։
Բայց կայծակը կայծակ է, և ի՞նչ կապ ունի դրա հետ մագնիսը։ Պարզվեց, որ կայծակն էր, որը միավորում էր սաթը և մագնիսը, որոնք նախկինում «բաժանվել» էին Հիլբերտի կողմից։ Ահա կայծակի հարվածի նկարագրությունից երեք հատված, որոնք ցույց են տալիս սերտ կապը սաթի մեջ առկա էլեկտրականության և մագնիսի ձգողականության միջև:
«... 1681 թվականի հուլիսին «Քուիկ» նավը հարվածվեց կայծակի հարվածից։ Երբ գիշերը ընկավ, աստղերի դիրքով պարզվեց, որ երեք կողմնացույցներից ... երկուսը, հյուսիսը ցույց տալու փոխարեն, ինչպես նախկինում, ուղղված էին դեպի հարավ, երրորդ կողմնացույցի նախկին հյուսիսային ծայրը ուղղված էր դեպի արևմուտք »:
«... 1731 թվականի հունիսին Վեքսֆիլդից մի վաճառական իր սենյակի անկյունում դրեց մի մեծ տուփ, որը լցված էր դանակներով, պատառաքաղներով և երկաթից ու պողպատից պատրաստված այլ իրերով... ցրեց այն ամենը, ինչ կար դրա մեջ: Այս բոլոր պատառաքաղներն ու դանակները ... պարզվեց, որ շատ մագնիսացված են ... »:
«... Մեդվեդկովո գյուղում ուժեղ ամպրոպ է անցել. գյուղացիները տեսան, թե ինչպես կայծակը հարվածեց դանակը, ամպրոպից հետո դանակը սկսեց ձգել երկաթե եղունգները ... »:
Կայծակի հարվածներ, մագնիսացնող կացիններ, պատառաքաղներ, դանակներ և այլ պողպատե առարկաներ, որոնք ապամագնիսացնում կամ նորից մագնիսացնում են կողմնացույցի նետերը, այնքան հաճախ են նկատվել, որ գիտնականները սկսել են կապ փնտրել էլեկտրական կայծերի և մագնիսականության միջև։ Բայց ոչ երկաթե ձողերի միջով հոսանք անցնելը, ոչ էլ Լեյդենի բանկաների կայծերի ազդեցությունը դրանց վրա շոշափելի արդյունքներ չտվեցին. երկաթը մագնիսացված չէր, թեև ճշգրիտ ժամանակակից սարքերը հավանաբար կզգային դա:
Կողմնացույցի սլաքը մի փոքր շեղվել է Տրենտ քաղաքից ֆիզիկոս Ռոմանյոսի փորձերի ժամանակ, երբ նա կողմնացույցը մոտեցրել է վոլտային բևեռին՝ էլեկտրական մարտկոցին։ Եվ միայն այն ժամանակ, երբ հոսանք էր հոսում վոլտային սյունակի երկայնքով: Բայց Ռոմանյոզին այդ ժամանակ չհասկացավ կողմնացույցի սլաքի այս պահվածքի պատճառները:
Էլեկտրականության և մագնիսականության միջև կապը հայտնաբերելու պատիվը բաժին հասավ դանիացի ֆիզիկոս Հանս Քրիստիան Էրստեդին (1777-1851), և նույնիսկ այն ժամանակ պատահաբար: Դա տեղի ունեցավ 1820 թվականի փետրվարի 15-ին հետևյալ կերպ. Այդ օրը Օերսթեդը դասախոսություն կարդաց ֆիզիկայի վերաբերյալ Կոպենհագենի համալսարանի ուսանողների համար: Դասախոսությունը նվիրված էր հոսանքի ջերմային գործողությանը, այլ կերպ ասած՝ հաղորդիչների տաքացմանը, որոնցով հոսում է էլեկտրական հոսանքը։ Այժմ այդ երեւույթը մշտապես կիրառվում է` էլեկտրական վառարաններում, արդուկներում, կաթսաներում, նույնիսկ էլեկտրական լամպերում, որոնց պարույրը հոսանքով սպիտակ-տաք է։ Իսկ Էրստեդի ժամանակ հոսանքի միջոցով հաղորդիչի նման տաքացումը համարվում էր նոր ու հետաքրքիր երեւույթ։
6-բ Տեղադրեք միջուկը

Էլեկտրական շղթայում հոսանքի առկայությունը միշտ դրսևորվում է ինչ-որ գործողությամբ: Օրինակ՝ աշխատել կոնկրետ բեռի կամ դրա հետ կապված ինչ-որ երեւույթի տակ: Հետևաբար, դա էլեկտրական հոսանքի գործողությունն է, որը խոսում է դրա առկայության մասին որոշակի էլեկտրական միացումում: Այսինքն, եթե բեռը աշխատում է, ապա հոսանքը տեղի է ունենում:

Հայտնի է, որ էլեկտրական հոսանքը տարբեր տեսակի գործողություններ է առաջացնում։ Օրինակ, դրանք ներառում են ջերմային, քիմիական, մագնիսական, մեխանիկական կամ լուսային: Այս դեպքում էլեկտրական հոսանքի տարբեր գործողություններ կարող են դրսևորվել միաժամանակ։ Մենք ձեզ ավելի մանրամասն կպատմենք այս նյութի բոլոր դրսեւորումների մասին:

Ջերմային երեւույթ

Հայտնի է, որ հաղորդիչի ջերմաստիճանը բարձրանում է, երբ նրա միջով հոսանք է անցնում։ Որպես այդպիսի հաղորդիչներ են տարբեր մետաղներ կամ դրանց հալվածքներ, կիսամետաղներ կամ կիսահաղորդիչներ, ինչպես նաև էլեկտրոլիտներ և պլազմա: Օրինակ, երբ էլեկտրական հոսանք անցնում է նիկրոմից պատրաստված մետաղալարով, այն ուժեղ տաքացվում է։ Այս երևույթն օգտագործվում է ջեռուցման սարքերում, մասնավորապես՝ էլեկտրական թեյնիկներում, կաթսաներում, տաքացուցիչներում և այլն։ Էլեկտրական աղեղային եռակցումն ունի ամենաբարձր ջերմաստիճանը, մասնավորապես, էլեկտրական աղեղի տաքացումը կարող է հասնել մինչև 7000 աստիճան Ցելսիուսի: Այս ջերմաստիճանում ձեռք է բերվում մետաղի մի փոքր հալեցում:

Ազատված ջերմության քանակն ուղղակիորեն կախված է նրանից, թե ինչ լարում է կիրառվել այս հատվածում, ինչպես նաև էլեկտրական հոսանքից և շղթայով այն անցնելու ժամանակից:

Ազատված ջերմության քանակությունը հաշվարկելու համար օգտագործվում է կամ լարումը կամ հոսանքը: Այս դեպքում անհրաժեշտ է իմանալ դիմադրության ցուցիչը էլեկտրական միացումում, քանի որ դա է, որ հրահրում է ջեռուցում ընթացիկ սահմանափակման պատճառով: Բացի այդ, ջերմության քանակը կարող է որոշվել հոսանքի և լարման միջոցով:

Քիմիական երևույթ

Էլեկտրական հոսանքի քիմիական ազդեցությունը էլեկտրոլիտում իոնների էլեկտրոլիզն է: Էլեկտրոլիզի ժամանակ անոդն իրեն ամրացնում է անիոններ, կաթոդը՝ կատիոններ։

Այլ կերպ ասած, էլեկտրոլիզի ժամանակ որոշակի նյութեր արտազատվում են ընթացիկ աղբյուրի էլեկտրոդների մոտ։

Օրինակ, երկու էլեկտրոդները թաթախված են թթվային, ալկալային կամ աղի լուծույթի մեջ: Դրանից հետո շղթայով հոսանք է անցնում, որը հրահրում է էլեկտրոդներից մեկի վրա դրական լիցքի ստեղծում, մյուս կողմից՝ բացասական։ Լուծման մեջ գտնվող իոնները էլեկտրոդի վրա նստում են այլ լիցքով։

Էլեկտրական հոսանքի քիմիական ազդեցությունն օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ։ Այսպիսով, օգտագործելով այս երեւույթը, իրականացվում է ջրի տարրալուծումը թթվածնի և ջրածնի: Բացի այդ, էլեկտրոլիզի միջոցով մետաղներ են ստացվում մաքուր տեսքով, իսկ մակերեսը էլեկտրոլիտապատվում է։

Մագնիսական երևույթ

Էլեկտրական հոսանքը ագրեգացման ցանկացած վիճակի հաղորդիչում ստեղծում է մագնիսական դաշտ: Այլ կերպ ասած, էլեկտրական հոսանք ունեցող հաղորդիչը օժտված է մագնիսական հատկություններով։

Այսպիսով, եթե մագնիսական կողմնացույցի ասեղը մոտեցվի այն հաղորդիչին, որտեղ հոսում է էլեկտրական հոսանքը, ապա այն կսկսի պտտվել և ուղղահայաց դիրք ընդունել հաղորդիչին: Եթե ​​այս հաղորդիչը փաթաթված է երկաթից պատրաստված միջուկի վրա, և դրա միջով ուղղակի հոսանք է անցնում, ապա այդ միջուկը կստանա էլեկտրամագնիսի հատկություններ։

Մագնիսական դաշտի բնույթը միշտ էլ էլեկտրական հոսանքի առկայությունն է: Բացատրենք՝ շարժվող լիցքերը (լիցքավորված մասնիկները) կազմում են մագնիսական դաշտ։ Այս դեպքում հակառակ ուղղության հոսանքները վանվում են, և նույն ուղղության հոսանքները ձգվում են: Այս փոխազդեցությունը հիմնավորվում է էլեկտրական հոսանքների մագնիսական դաշտերի մագնիսական և մեխանիկական փոխազդեցությամբ։ Պարզվում է, որ հոսանքների մագնիսական փոխազդեցությունն առաջնային է։

Մագնիսական գործողությունը կիրառվում է տրանսֆորմատորներում և էլեկտրամագնիսներում:

Լույսի երևույթ

Լույսի էֆեկտի ամենապարզ օրինակը շիկացած լամպն է: Լույսի այս աղբյուրում պարույրը հասնում է ցանկալի ջերմաստիճանի արժեքին դրա միջով անցնող հոսանքի միջոցով մինչև սպիտակ ջերմության վիճակ։ Այսպես է արձակվում լույսը. Ավանդական շիկացած լամպի մեջ ամբողջ էլեկտրաէներգիայի միայն հինգ տոկոսն է սպառվում լույսով, մինչդեռ առյուծի մնացած մասը վերածվում է ջերմության:

Ավելի ժամանակակից գործընկերները, օրինակ, լյումինեսցենտային լամպերը, ամենաարդյունավետը էլեկտրաէներգիան վերածում են լույսի: Այսինքն, ամբողջ էներգիայի մոտ քսան տոկոսը լույսի հիմքում է: Ֆոսֆորը արտանետումից ստանում է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթում, որը տեղի է ունենում սնդիկի գոլորշու կամ իներտ գազերի մեջ:

Հոսանքի լույսի գործողության ամենաարդյունավետ իրականացումը տեղի է ունենում. pn հանգույցով անցնող էլեկտրական հոսանքը հրահրում է լիցքակիրների վերահամակցումը ֆոտոնների արտանետմամբ։ Լավագույն LED լույսի արտանետիչները ուղիղ ժապավենի կիսահաղորդիչներն են: Այս կիսահաղորդիչների բաղադրությունը փոխելով՝ հնարավոր է LED-ներ ստեղծել տարբեր լուսային ալիքների համար (տարբեր երկարություններ և տիրույթներ): LED-ի արդյունավետությունը հասնում է 50 տոկոսի։

Մեխանիկական երևույթ

Հիշեցնենք, որ մագնիսական դաշտ է առաջանում էլեկտրական հոսանք ունեցող հաղորդիչի շուրջ: Բոլոր մագնիսական գործողությունները վերածվում են շարժման: Օրինակները ներառում են էլեկտրական շարժիչներ, մագնիսական ամբարձիչներ, ռելեներ և այլն:

1820 թվականին Անդրե Մարի Ամպերը եզրակացրեց հայտնի «Ամպերի օրենքը», որը պարզապես նկարագրում է մի էլեկտրական հոսանքի մեխանիկական ազդեցությունը մյուսի վրա։

Այս օրենքը ասում է, որ նույն ուղղության էլեկտրական հոսանք ունեցող զուգահեռ հաղորդիչները ձգվում են միմյանց, իսկ հակառակ ուղղությունները, ընդհակառակը, հետ են մղվում։

Նաև ամպերի օրենքը որոշում է ուժի չափը, որով մագնիսական դաշտը գործում է էլեկտրական հոսանք ունեցող հաղորդիչի փոքր հատվածի վրա: Հենց այս ուժն է ընկած էլեկտրական շարժիչի աշխատանքի հիմքում:

Ամենապարզ էլեկտրական և մագնիսական երևույթները մարդկանց հայտնի են եղել շատ հին ժամանակներից։

Ըստ երեւույթին, արդեն 600 տարի մ.թ.ա. ե. Հույները գիտեին, որ մագնիսը ձգում է երկաթը, իսկ քսած սաթը ձգում է թեթև առարկաներ, օրինակ՝ ծղոտը և այլն։ Այնուամենայնիվ, էլեկտրական և մագնիսական ձգողության միջև տարբերությունը դեռ պարզ չէր. երկուսն էլ համարվում էին նույն բնույթի երեւույթներ։

Այս երևույթների միջև հստակ տարբերակումը անգլիացի բժիշկ և բնագետ Ուիլյամ Գիլբերտի (1544-1603) արժանիքն է, ով 1600 թվականին հրատարակել է «Մագնիսի, մագնիսական մարմինների և մեծ մագնիսի՝ Երկրի մասին» գիրքը։ Այս գիրքը, փաստորեն, սկսում է էլեկտրական և մագնիսական երևույթների իսկապես գիտական ​​ուսումնասիրություն: Հիլբերտն իր գրքում նկարագրեց մագնիսների բոլոր հատկությունները, որոնք հայտնի էին իր դարաշրջանում, ինչպես նաև շարադրեց իր սեփական շատ կարևոր փորձերի արդյունքները: Նա մատնանշեց մի շարք էական տարբերություններ էլեկտրական և մագնիսական գրավչությունների միջև և հորինեց «էլեկտրականություն» բառը։

Թեև Հիլբերտից հետո էլեկտրական և մագնիսական երևույթների միջև տարբերությունն արդեն անվիճելիորեն պարզ էր բոլորի համար, մի շարք փաստեր, այնուամենայնիվ, ցույց էին տալիս, որ, իրենց բոլոր տարբերություններով հանդերձ, այս երևույթները ինչ-որ կերպ սերտորեն և անքակտելիորեն կապված են միմյանց հետ: Ամենավառ փաստերն էին երկաթե առարկաների մագնիսացումը և կայծակի ազդեցության տակ մագնիսական նետերի մագնիսացման հակադարձումը: Ֆրանսիացի ֆիզիկոս Դոմինիկ Ֆրանսուա Արագոն (1786-1853) իր «Ամպրոպ և կայծակ» աշխատության մեջ նկարագրում է, օրինակ, նման դեպք. «1681 թվականի հուլիսին «Queen» նավը, որը գտնվում էր ափից հարյուր մղոն հեռավորության վրա, բաց ծովում, հարվածեց կայծակին, որը զգալի վնաս հասցրեց կայմերին, առագաստներին և այլն: Երբ գիշերը ընկավ, աստղերի դիրքը. պարզվեց, որ նավի վրա գտնվող երեք կողմնացույցներից երկուսը, հյուսիսը ցույց տալու փոխարեն, սկսեցին ուղղվել դեպի հարավ, իսկ երրորդը՝ դեպի արևմուտք»: Արագոն նաև նկարագրում է մի դեպք, երբ կայծակը հարվածում է տանն ուժեղ մագնիսացված պողպատե դանակներ, պատառաքաղներ և դրա մեջ գտնվող այլ առարկաներ:

18-րդ դարի սկզբին արդեն հաստատվել էր, որ կայծակն իրականում օդով անցնող ուժեղ էլեկտրական հոսանք է. Հետևաբար, վերը նկարագրվածների նման փաստերը կարող են հուշել այն գաղափարի մասին, որ ցանկացած էլեկտրական հոսանք ունի որոշակի մագնիսական հատկություններ: Այնուամենայնիվ, հոսանքի այս հատկությունները հայտնաբերվել են փորձարարական ճանապարհով, և դրանք ուսումնասիրվել են միայն 1820 թվականին դանիացի ֆիզիկոս Հանս Քրիստիան Էրստեդի (1777-1851) կողմից։

Oersted-ի հիմնական փորձը ներկայացված է Նկ. 199. Ամրացված մետաղալարի 1-ի վրա, որը գտնվում է միջօրեականի երկայնքով, այսինքն՝ հյուսիս-հարավ ուղղությամբ, բարակ թելի վրա կախված է մագնիսական ասեղ 2 (նկ. 199, ա): Հայտնի է, որ սլաքը նույնպես տեղադրված է մոտավորապես հյուսիս-հարավ գծի երկայնքով, և, հետևաբար, այն գտնվում է մետաղալարին մոտավորապես զուգահեռ: Բայց հենց որ փակենք բանալին և հոսանքն անցնենք 1-ին լարով, կտեսնենք, որ մագնիսական ասեղը պտտվում է՝ փորձելով հաստատվել դրա նկատմամբ ուղիղ անկյան տակ, այսինքն՝ լարին ուղղահայաց հարթությունում (նկ. 199): , բ). Այս հիմնարար փորձը ցույց է տալիս, որ հոսանք ունեցող դիրիժորը շրջապատող տարածության մեջ կան ուժեր, որոնք առաջացնում են մագնիսական ասեղի շարժումը, այսինքն՝ ուժեր, որոնք նման են նրանց, որոնք գործում են բնական և արհեստական ​​մագնիսների մոտ: Այդպիսի ուժերը մենք կանվանենք մագնիսական ուժեր, ինչպես էլեկտրական լիցքերի վրա գործող ուժերն ենք անվանում էլեկտրական։

Բրինձ. 199. Օերսթեդի փորձը մագնիսական ասեղով, բացահայտելով մագնիսական հոսանքի դաշտի գոյությունը. 1 - մետաղալար, 2 - մագնիսական ասեղ, որը կախված է մետաղալարին զուգահեռ, 3 - գալվանական բջիջների մարտկոց, 4 - ռեոստատ, 5 - բանալի.

Գլ. II, մենք ներկայացրեցինք էլեկտրական դաշտի հայեցակարգը, որպեսզի նշենք տարածության այդ հատուկ վիճակը, որը դրսևորվում է գործողություններով, էլեկտրական ուժերով: Նույն կերպ մենք մագնիսական դաշտ կանվանենք տարածության այն վիճակը, որն իրեն զգացնել է տալիս մագնիսական ուժերի ազդեցությամբ: Այսպիսով, Oersted-ի փորձը ապացուցում է, որ մագնիսական ուժեր առաջանում են էլեկտրական հոսանքը շրջապատող տարածության մեջ, այսինքն՝ ստեղծվում է մագնիսական դաշտ։

Առաջին հարցը, որ Օրերսթեդն ինքն իրեն տվեց իր ուշագրավ հայտնագործությունից հետո, սա էր. «Միացնող լարը,- գրում է Oersted-ը,- կարող է կազմված լինել բազմաթիվ լարերից կամ մետաղական շերտերից: Մետաղի բնույթը արդյունքը չի փոխում, բացառությամբ, թերևս, չափի հետ կապված։

Նույն արդյունքով մենք օգտագործեցինք պլատինե, ոսկի, արծաթ, արույր և երկաթե մետաղալարեր, ինչպես նաև թիթեղյա և կապարե պոլիսներ և սնդիկ»։

Իր բոլոր փորձերը Օերսթեդն անցկացրել է մետաղների, այսինքն՝ հաղորդիչների հետ, որոնցում հաղորդունակությունը, ինչպես հիմա գիտենք, ունի էլեկտրոնային բնույթ։ Այնուամենայնիվ, դժվար չէ իրականացնել Oersted-ի փորձը՝ մետաղական մետաղալարը էլեկտրոլիտով խողովակով կամ խողովակով փոխարինելով, որի մեջ գազի արտանետում է տեղի ունենում։ Մենք արդեն նկարագրել ենք նման փորձերը § 40-ում (նկ. 73) և տեսանք, որ թեև այս դեպքերում էլեկտրական հոսանքը պայմանավորված է դրական և բացասական իոնների շարժումով, սակայն դրա ազդեցությունը մագնիսական ասեղի վրա նույնն է, ինչ հոսանքի դեպքում։ մետաղական հաղորդիչի մեջ: Ինչպիսին էլ լինի հաղորդիչի բնույթը, որի միջով հոսում է հոսանքը, հաղորդիչի շուրջ միշտ ստեղծվում է մագնիսական դաշտ, որի ազդեցության տակ սլաքը պտտվում է՝ հոսանքի ուղղությանը ուղղահայաց դառնալու միտում:

Այսպիսով, մենք կարող ենք պնդել՝ ցանկացած հոսանքի շուրջ առաջանում է մագնիսական դաշտ։ Մենք արդեն նշել ենք էլեկտրական հոսանքի այս ամենակարեւոր հատկությունը (§ 40), երբ ավելի մանրամասն խոսեցինք նրա մյուս գործողությունների մասին՝ ջերմային և քիմիական։

Էլեկտրական հոսանքի երեք հատկություններից կամ դրսևորումներից ամենաբնորոշը մագնիսական դաշտի ստեղծումն է։ Որոշ հաղորդիչների՝ էլեկտրոլիտների, հոսանքի քիմիական գործողությունները տեղի են ունենում, մյուսներում՝ մետաղներում՝ բացակայում են։ Հոսանքի կողմից առաջացած ջերմությունը կարող է քիչ թե շատ լինել նույն հոսանքի ժամանակ՝ կախված հաղորդիչի դիմադրությունից։ Գերհաղորդիչներում նույնիսկ հնարավոր է, որ հոսանքը անցնի առանց ջերմություն առաջացնելու (§ 49): Բայց մագնիսական դաշտը ցանկացած էլեկտրական հոսանքի անբաժան ուղեկիցն է։ Այն կախված չէ այս կամ այն ​​հաղորդիչի որևէ հատուկ հատկություններից և որոշվում է միայն հոսանքի ուժով և ուղղությամբ։ Էլեկտրաէներգիայի տեխնիկական օգտագործման մեծ մասը կապված է նաև մագնիսական հոսանքի դաշտի առկայության հետ: