Номер 5, страница 126 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

5. Приведите примеры магнитного действия тока.

Примеры магнитного действия тока

Решение

Магнитное действие тока — это явление, при котором вокруг любого проводника с электрическим током возникает магнитное поле. Это свойство является фундаментальным для электродинамики и нашло широкое применение в технике. Основные примеры:

1. Электромагниты. Это катушки из провода, которые при пропускании через них тока ведут себя как магниты. Магнитное поле можно многократно усилить, поместив внутрь катушки сердечник из ферромагнитного материала (например, железа). Электромагниты являются ключевыми компонентами во множестве устройств: грузоподъемных кранах, магнитных замках, электрических звонках, а также в основе электромагнитных реле, которые позволяют слабым током управлять цепями с большим током.

2. Электродвигатели. Их работа основана на действии силы Ампера: на рамку с током, помещенную в магнитное поле, действует вращающий момент. Этот момент заставляет ротор двигателя вращаться, преобразуя таким образом электрическую энергию в механическую.

3. Громкоговорители (динамики). В них переменный ток звуковой частоты проходит через звуковую катушку, жестко связанную с диффузором (конусом) и находящуюся в поле постоянного магнита. Взаимодействие магнитного поля тока с полем постоянного магнита создает переменную силу, которая заставляет диффузор колебаться и порождать в окружающем воздухе звуковые волны.

4. Опыт Эрстеда. Классическая демонстрация магнитного действия тока — отклонение магнитной стрелки компаса, помещенной рядом с проводником, по которому пропускают электрический ток. Это наглядно доказывает существование магнитного поля вокруг проводника с током.

Ответ: Примерами магнитного действия тока являются работа электромагнитов (в кранах, реле, замках), электродвигателей, громкоговорителей, а также отклонение стрелки компаса рядом с проводником с током.

Принцип работы гальванометра

Решение

В основе работы гальванометра лежит то же самое магнитное действие тока. Гальванометр — это прибор, предназначенный для обнаружения и измерения очень малых электрических токов. Его конструкция включает легкую катушку (рамку) с намотанным тонким проводом, которая может поворачиваться в магнитном поле, создаваемом сильным постоянным магнитом. Когда через катушку проходит измеряемый ток, на нее начинает действовать вращающий момент, обусловленный силой Ампера. Величина этого момента $M$ прямо пропорциональна силе тока $I$. В упрощенном виде эту зависимость можно выразить формулой:

$M = N \cdot B \cdot S \cdot I$

где $N$ — число витков в катушке, $B$ — индукция магнитного поля, $S$ — площадь рамки.

Вращению катушки противодействует упругий момент, создаваемый спиральной пружиной. В результате катушка поворачивается до тех пор, пока вращающий момент от действия магнитного поля не уравновесится упругим моментом пружины. К катушке прикреплена стрелка, которая перемещается по градуированной шкале. Так как угол поворота стрелки в итоге оказывается пропорциональным силе тока, прибор позволяет измерять его величину.

Ответ: В основе работы гальванометра лежит силовое действие магнитного поля на рамку с током. Возникающий вращающий момент поворачивает рамку со стрелкой на угол, пропорциональный силе измеряемого тока.