Обсудить в классе, страница 197 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 4. Магнитные явления. Параграф 47. Магнитное поле тока. Вопросы - страница 197.

Условие.

Как можно обнаружить провод с током, если он находится под землёй или зацементирован в полу? Считать, что используемые вами приборы обладают нужной чувствительностью.

Решение.

Решение

Основной принцип обнаружения скрытого провода с током основан на том факте, что любой электрический ток создает вокруг себя магнитное поле. Это фундаментальное явление электромагнетизма. Сила и конфигурация этого поля зависят от силы тока и формы проводника. Для длинного прямого провода индукция магнитного поля $\text{B}$ на расстоянии $\text{r}$ от него определяется формулой:$B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r}$, где $\text{I}$ - сила тока, а $\mu_0$ - магнитная постоянная.

Материалы, такие как земля, цемент или бетон, не являются ферромагнитными, поэтому они практически не препятствуют распространению магнитного поля. Следовательно, это поле можно зафиксировать на поверхности, над которой проложен провод.

Для обнаружения провода можно использовать прибор, чувствительный к магнитному полю. Самым простым таким прибором является магнитный компас. Процедура обнаружения будет следующей:

1. Следует медленно перемещать компас над поверхностью (полом или землей), под которой может находиться провод.
2. Вдали от провода с током стрелка компаса будет ориентирована вдоль силовых линий магнитного поля Земли (указывать на север).
3. По мере приближения к проводу, создаваемое им магнитное поле начнет оказывать заметное влияние на стрелку, вызывая ее отклонение от исходного положения.
4. Наибольшее отклонение стрелки будет наблюдаться в тот момент, когда компас находится непосредственно над проводом. В этом месте создаваемое током магнитное поле будет наиболее сильным.
5. Отмечая точки на поверхности, соответствующие максимальному отклонению стрелки, можно точно определить траекторию скрытого провода.

Данный метод наиболее эффективен для постоянного тока. В случае переменного тока (как в бытовой электросети) создаваемое магнитное поле будет быстро меняться, и для его обнаружения потребуется более сложный прибор, например, специальный детектор скрытой проводки, который регистрирует именно переменные магнитные поля. Условие о наличии приборов нужной чувствительности подразумевает, что у нас есть подходящий инструмент для обнаружения создаваемого поля.

Ответ: Провод с током можно обнаружить по создаваемому им магнитному полю, которое беспрепятственно проходит через грунт или бетон. Для этого необходимо использовать чувствительный к магнитному полю прибор, например, компас (для постоянного тока) или специальный детектор (для переменного тока). Перемещая прибор над поверхностью, можно определить местоположение провода по максимальной реакции прибора (максимальному отклонению стрелки компаса или максимальному сигналу детектора).