Магнитное поле тока. Магнитные силовые линии

Разница между энергией электрического поля и энергией магнитного поля примерно такая же, как между энергией, за­пасенной путем подъема какого-либо груза на высоту (потенциальная энергия), и энергией движения этого груза, когда он падает вниз (кинетическая энергия)

Магнитное поле создается вокруг электрических зарядов при их движении. Так как движение электрических зарядов представляет собой электрический ток, то вокруг всякого про­водника с током всегда существует магнитное поле тока.

Чтобы убедиться в существовании магнитного поля тока, поднесем сверху к проводнику, по которому протекает электрический ток, обыкновенный компас. Стрелка компаса тотчас же отклонится в сторону. Поднесем компас к проводнику с током снизу — стрелка компаса отклонится в другую сторону (рисунок 1).

Рисунок 1. Магнитное поле тока.

Убедившись в существовании вокруг проводника магнит­ного поля, т. е. пространства, где действуют магнитные силы, ознакомимся со свойствами этого поля. Насыплем на лист кар­тона тонкий слой железных опилок и пропустим через него проводник с током (рисунок 2 а.). Опилки расположатся вокруг проводника правильными концентрическими окружностями (то есть окружностями, имеющими один общий центр). Линии, образованные опилками, совпадают с силовыми ли­ниями магнитного поля. Таким образом, оказывается, что маг­нитные силовые линии не имеют ни начала, ни конца, а яв­ляются замкнутыми.

Стрелка компаса, помещенная в магнитное поле, всегда располагается вдоль магнитных силовых линий, причем ее северный (N) полюс показывает направление маг­нитных силовых линий в данной точке поля (рисунок 2 б). а-железные опилки располагаются вокруг проводника с током концентрическими окружностями; б-стрелки компаса всегда располагаются вдоль магнитных силовых линии.

Рисунок 2. Магнитные силовые линии.

Свойства магнитных силовых линий имеют некоторые об­щие черты со свойствами электрических силовых линий. Во-первых, магнитные силовые линии стремятся сократить свою длину (как растянутые резиновые нити); во-вторых, магнит­ные силовые линии одного направления отталкиваются друг от друга и, наконец, магнитные силовые линии, противополож­но направленные, притягиваются и взаимно уничтожают друг друга.

Магнитные силовые линии проходят через железо гораздо легче, чем через воздух и другие вещества. Если поместить железный пустотелый шар в магнитное поле, созданное, напри­мер, постоянным магнитом (рисунок 3), то магнитные силовые линии пройдут через оболочку этого шара, не попадая в его внутреннюю полость.

Рисунок 3. Экранирование от магнитных полей.

Этим свойством магнитных силовых линий пользуются в радиотехнике для защиты элементов схемы, например, транс­форматоров, катушек и пр., от влияния со стороны внешних магнитных полей. Такая защита называется антимагнитным экранированием.