Pole magnetyczne przewodników z prądem

Wokół każdego przewodnika, przez który płynie prąd, powstaje pole magnetyczne. Jego kształt i kierunek zależy od kształtu przewodnika. Aby określić kierunek linii pola magnetycznego, używamy reguły prawej dłoni.

Wyobraź sobie, że chwytasz przewodnik prawą ręką tak, by kciuk wskazywał kierunek przepływu prądu. Wtedy pozostałe palce pokazują kierunek linii pola magnetycznego. Linie te tworzą okręgi wokół prostego przewodnika.

W przypadku zwojnicy (cewki) linie pola układają się podobnie jak w magnesie sztabkowym - wychodzą z jednego końca (biegun północny) i wchodzą w drugi (biegun południowy). Dla przewodnika kołowego pole magnetyczne przypomina pole małego magnesu płaskiego.

Warto wiedzieć! Na rysunkach technicznych kropka (●) oznacza, że prąd płynie "do nas" (z rysunku), a krzyżyk (X) - że płynie "od nas" (w rysunek).

Elektromagnesy i oddziaływania magnetyczne

Elektromagnes to zwojnica z prądem z rdzeniem z ferromagnetyku (zwykle stal miękka). Dzięki rdzeniowi pole magnetyczne jest znacznie silniejsze i może być włączane i wyłączane razem z prądem.

Przewodniki z prądem oddziałują ze sobą - jeśli płynie w nich prąd o tym samym zwrocie, przyciągają się. Gdy prąd płynie w przeciwnych kierunkach, przewodniki odpychają się. To zjawisko wykorzystujemy w wielu urządzeniach elektrycznych.

Na przewodnik z prądem w polu magnetycznym działa siła magnetyczna. Jej kierunek możemy określić regułą lewej dłoni: palce wskazują kierunek prądu, linie pola wchodzą w dłoń, a kciuk pokazuje kierunek siły.

Silnik elektryczny wykorzystuje te zjawiska w praktyce. Składa się z wirnika (ruchomej zwojnicy), stojana (magnesów), komutatora (przełączającego kierunek prądu) i szczotek (doprowadzających prąd). Znajdziesz go w wielu urządzeniach - od dzwonka szkolnego po wentylator w laptopie.

Ciekawostka! Silniki elektryczne są wydajniejsze niż silniki spalinowe - zamieniają na ruch nawet 90% dostarczonej energii (silniki spalinowe tylko 20-30%).