1 Pole magnetyczne wokół przewodnika z prądem.

2 Po lekcji potrafisz: opisać działanie przewodnika z prądem na igłę magnetyczną; opisać działanie elektromagnesu i rolę rdzenia w elektromagnesie; zastosować regułę prawej dłoni dla przewodnika prostoliniowego i zwojnicy;

3 Pole magnetyczne przewodników z prądemZwiązek elektryczności z magnetyzmem wykrył jako pierwszy Hans Christian Oersted. Jego słynne doświadczenie zostało wykonane przypadkiem podczas wykładu dla studentów na temat elektryczności.

4 Pole magnetyczne przewodników z prądemOersted zamierzał zademonstrować studentom wydzielanie się ciepła podczas przepływu prądu o dużym natężeniu. W tym celu podłączył do baterii elektrycznej długi przewód. W momencie włączania i wyłączania (i tylko wtedy) prądu leżący niedaleko kompas reagował odchyleniem od dotychczas wskazywanego kierunku, co zauważyło kilku studentów.

5 Pole magnetyczne przewodników z prądemProfesor wywnioskował z tego, że przepływający prąd elektryczny wytwarza pole magnetyczne, które wpływa na zachowanie kompasu. Igła ustawiona początkowo wzdłuż przewodnika zawsze odchyla się od tego kierunku usiłując przyjąć położenie prostopadłe do przewodnika.

6 Pole magnetyczne przewodników z prądemPoziom wychylenia zależy od natężenia prądu płynącego w przewodniku. Prądy o małym natężeniu powodują małe wychylenie igły, zaś te o dużym natężeniu powodują jej prawie prostopadłe ustawienie. Ustawienie biegunów igły zależy od kierunku płynącego prądu i od tego czy igła jest nad czy pod przewodnikiem. Odkryte w ten sposób zostało jedno z największych zjawisk przyrody - elektromagnetyzm.

7 Pole magnetyczne przewodników z prądemWokół przewodnika, w którym płynie prąd występuje pole magnetyczne. Linie pola magnetycznego wokół prostoliniowego przewodnika z prądem mają kształt współśrodkowych okręgów (o środkach leżących na przewodniku) leżących w płaszczyźnie prostopadłej do przewodnika.

8 Pole magnetyczne przewodników z prądemZwrot linii pola ustalamy posługując się tak zwaną regułą prawej dłoni. Jeżeli prawą ręką obejmiemy przewodnik z prądem w taki sposób, że kciuk zwrócony będzie zgodnie z kierunkiem płynącego w przewodniku prądu, to pozostałe cztery palce pokażą zwrot linii pola magnetycznego.

9 Pole magnetyczne przewodników z prądemZapamiętaj: Pole magnetyczne wokół prostoliniowego przewodnika z prądem ma kształt współśrodkowych (koncentrycznych) okręgów. Zwrot linii pola określamy na podstawie reguły prawej ręki dla prostoliniowego przewodnika z prądem. Reguła prawej ręki dla prostoliniowego przewodnika z prądem: Jeżeli prawą ręką obejmiemy przewodnik z prądem w taki sposób, że kciuk zwrócony będzie zgodnie z kierunkiem płynącego w przewodniku prądu, to pozostałe cztery palce pokażą zwrot linii pola magnetycznego.

10 Pole magnetyczne przewodników z prądemElektromagnes Jest to zwojnica (inaczej solenoid lub potocznie cewka) z rdzeniem w środku wykonanym z ferromagnetyka, w której płynie prąd. Rdzeniem jest na ogół stal miękka. Szybko się ona magnesuje, a po ustąpieniu zewnętrznego pola magnetycznego szybko się rozmagnesowuje.

11 Pole magnetyczne przewodników z prądemElektromagnes Potężne elektromagnesy są często używane w składnicach złomu.

12 Pole magnetyczne przewodników z prądemElektromagnesy znajdują się w prądnicach i silnikach elektrycznych. Elektromagnesy znajdują się w automatycznych bezpiecznikach domowej instalacji elektrycznej.

13 Pole magnetyczne przewodników z prądemW telewizorach (lampach oscyloskopowych) odchylają one wiązki elektronów, które padają na ekran i tworzą obraz telewizyjny. Elektromagnesy wchodzą w skład głowic zapisujących i odczytujących informacje na magnetycznych nośnikach: taśmach magnetofonowych, dyskach twardych komputerów i dyskietkach.

14 Pole magnetyczne przewodników z prądemW głośniku zmienny sygnał elektryczny pochodzący ze wzmacniacza dociera do elektromagnesu, który na przemian przyciąga i odpycha magnes z membraną co powoduje drgania i wytwarzanie dźwięku.

15 Pole magnetyczne przewodników z prądemDzwonek elektryczny W rezultacie włączania i wyłączania prądu w cewce elektromagnesu młoteczek uderza w klosz kilka-kilkanaście razy na sekundę z taką samą częstością przerywając i zamykając styki T. Dzieje się to tak długo, jak długo włączony jest wyłącznik główny K dzwonka.

16 Pole magnetyczne przewodników z prądemElektromagnesy stosowane są w miernikach elektrycznych. Najnowsze szybkobieżne pociągi wykorzystują lewitacje magnetyczną i unoszą się w powietrzu dzięki zastosowaniu elektromagnesów nadprzewodzących.

17 Pole magnetyczne przewodników z prądemZapamiętaj: Elektromagnes jest sercem wielu urządzeń z życia codziennego takich jak: Prądnica Silnik elektryczny Lampa oscyloskopowa Głowice zapisujące i odczytujące Głośnik Telefon (słuchawka telefoniczna) Dzwonek Miernik prądu Poduszka magnetyczna