Doświadczenie Oersteda i elektromagnes — pole magnetyczne prądu
Co zrobimy: Włączymy prąd w przewodniku obok kompasu i zobaczymy, że igła się odchyla, a potem zbudujemy z cewki i rdzenia elektromagnes i sprawdzimy, od czego zależy jego siła.
Co widzisz na ekranie: Przewodnik z prądem obok igły kompasu, przełącznik prądu i suwak natężenia — po włączeniu prądu igła się odchyla. W trybie elektromagnesu cewka z rdzeniem przyciąga spinacze, a suwaki prądu i liczby zwojów zmieniają jej siłę. Odczyty: prąd, liczba zwojów, odchylenie igły / siła elektromagnesu.
Co się właśnie stało?
Włączenie prądu odchyliło igłę kompasu leżącego obok przewodnika. Sam prąd wytworzył pole magnetyczne — to słynne doświadczenie Oersteda.
Prąd wytwarza magnetyzm:
wokół każdego przewodnika, przez który płynie prąd, powstaje pole magnetyczne. Właśnie ono odchyla igłę kompasu. Im większy prąd, tym silniejsze pole i większe odchylenie. Po wyłączeniu prądu pole znika.
Elektromagnes:
gdy przewód zwiniesz w cewkę i włożysz żelazny rdzeń, pola od wszystkich zwojów sumują się — powstaje silny elektromagnes. Jego siłę zwiększa większy prąd, więcej zwojów i rdzeń. Po odłączeniu prądu przestaje przyciągać (to jego przewaga nad zwykłym magnesem — można go włączać i wyłączać).
Kierunek pola:
linie pola tworzą okręgi wokół przewodnika; ich zwrot wskazuje reguła prawej dłoni.
Uwaga o zakresie:
to maturalne ujęcie „prąd → pole magnetyczne" (doświadczenie Oersteda, elektromagnes), ilościowe prawo Ampère'a to już materiał studiów.
Po co Ci to na maturze:
związek prądu z polem magnetycznym, budowa i zastosowania elektromagnesu (dzwonek, silnik, przekaźnik, dźwig magnetyczny) to typowe zagadnienia.
Zapamiętaj: płynący prąd wytwarza pole magnetyczne. Zwinięcie przewodu w cewkę z rdzeniem daje elektromagnes, który można włączać i wyłączać.
Najczęstsze pytania
›Co pokazało doświadczenie Oersteda?
Że płynący prąd elektryczny wytwarza wokół przewodnika pole magnetyczne, które odchyla igłę kompasu.
›Od czego zależy siła elektromagnesu?
Od natężenia prądu, liczby zwojów cewki i obecności żelaznego rdzenia.
›Czym elektromagnes różni się od zwykłego magnesu?
Można go włączać i wyłączać oraz regulować jego siłę prądem — po odłączeniu prądu przestaje przyciągać.