Магнитное поле

1. Магнитное взаимодействие

Тела, постоянно притягивающие к себе железо, никель, ко­бальт и некоторые другие вещества, называются постоянны­ми магнитами.

Тела длительное время сохраняющие намагниченность, называются постоянными магнитами.
Железная руда - естественный магнит, называющаяся магнитным железняком (Fe₃О₄), обладает свойством притягивать к себе железные пред­меты. Кусок такой руды является природным постоянным магнитом. Железо, сталь, никель, кобальт, хром и некоторые сплавы в присутствии магнитного железняка приобретают маг­нитные свойства. Постоянный магнит можно получить еще путем введения стального стержня внутрь катушки, по которой идет ток.
Однако все перечисленные тела, за исключением стали и не­которых специальных сплавов, теряют магнитные свойства при удалении тела, их намагнитившего. Поэтому сталь (в особенно­сти хромовая, вольфрамовая и кобальтовая) служит материа­лом для изготовления искусственных магнитов.
Магнитные свойства магнита могут быть определены по весу всех железных предметов, которые он удерживает после притя­жения. Всякий магнит обладает наибольшей силой притяжения у концов, которые называются полюсами магнита. По ме­ре приближения к середине средней части магнита эта сила уменьшается и посередине равна нулю (нейтральная линия).
Если подвесить магнит на нитке (или приспособить так, что­бы он плавал на воде в горизонтальном положении), то он уста­новится так, что один конец будет обращен к северу, а другой— к югу. Конец магнита, обращенный к северу, называется север­ным магнитным полюсом (N), а другой конец — южным магнитным полюсом (S). Для большего удобства пользу­ются стрелкой, свободно вращающейся вокруг верти­кальной оси. Такая же стрелка употребляется и в компасе.
О пытами установлено, что одноименные полюсы магнитов взаимно отталки­ваются, а разноименные — взаимно притягиваются.
Все попытки разделить и получить магнитный монополь (магнитный заряд) не увенчались успехом. Каждый фрагмент раздельного магнита имел два полюса: северный и южный.

Стрелка компаса повсемест­но принимает определенное направление (приблизитель­но вдоль географического меридиана), следовательно, Земля является громаднейшим магнитом, причем ее южный магнитный полюс находится вблизи северного географического полюса, а северный магнитный полюс — около южного географического полюса. По­этому стрелка компаса все время устанавливается своим север­ным полюсом на географический север.

2. Магнитное поле электрического тока
При описании взаимодействия электрических зарядов с помощью закона Кулона была сделана одна важная оговорка: закон Кулона описывает взаимодействие неподвижных зарядов.
О граниченность применимости закона Кулона для описания взаимодействия электрических зарядов была обнаружена экспе­риментально французским физиком Андре Ампером в 1820 году. Ампер обнаружил, что при пропускании электрического тока через два параллельных проводника в одинаковом направле­нии между проводниками возникает сила притяжения, при противоположном направлении токов проводники отталкива­ются (рис.). Итак, токи одинакового направления притягиваются, а противоположного – отталкиваются.
Следовательно, когда проводники с токами находятся на некотором расстоянии друг от друга, между ними существует взаимодействие которое нельзя объяснить наличием электрического поля между ними, поскольку проводники при прохождении по ним тока остаются практически нейтральными. Такое явление взаимодействия токов называется электродинамическим взаимодействием.