Номер 717, страница 109 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электромагнитное поле. Электромагнитное поле. Электромагнитные волны. Колебательный контур. Принципы радиосвязи и телевидения - номер 717, страница 109.

Условие.

717. Является ли источником электромагнитных волн электромагнит, по обмоткам которого протекает ток?

Решение.

Ответ на этот вопрос зависит от характера тока, протекающего по обмоткам электромагнита. Согласно теории электромагнетизма, источником электромагнитных волн являются электрические заряды, движущиеся с ускорением.

Рассмотрим два возможных случая:

1. По обмоткам протекает постоянный ток.

Если ток в обмотке постоянен (не изменяется со временем), то электроны в проводнике движутся с постоянной средней скоростью. Такое движение создает вокруг электромагнита постоянное во времени (стационарное) магнитное поле. Поскольку поля не меняются, ускоренного движения зарядов (в макроскопическом смысле) нет, и электромагнитные волны не излучаются.

2. По обмоткам протекает переменный ток.

Если ток в обмотке является переменным (например, синусоидальным), его величина и/или направление постоянно изменяются. Это означает, что носители заряда (электроны) движутся с ускорением. Ускоренное движение зарядов создает переменное магнитное поле. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, переменное магнитное поле порождает переменное вихревое электрическое поле. В свою очередь, это переменное электрическое поле порождает переменное магнитное поле, и этот процесс взаимного порождения полей распространяется в пространстве в виде электромагнитной волны.

Также следует отметить, что излучение электромагнитных волн (в виде всплеска или импульса) происходит и в моменты включения или выключения постоянного тока. В эти переходные моменты сила тока изменяется, что также является случаем ускоренного движения зарядов.

Ответ: Электромагнит является источником электромагнитных волн только тогда, когда ток в его обмотках изменяется со временем (например, при протекании переменного тока или в моменты включения/выключения постоянного тока). Если по обмоткам протекает постоянный ток, электромагнит создает только постоянное магнитное поле и не излучает электромагнитных волн.