16 ma’ruza. Vakuumda magnit maydoni reja: Vakuumda magnit maydoni

TOKNING MAGNIT MAYDONI
Ersted tajribasi. Magnit maydonning elektr toki bilan bog'liqligini tajribada birinchi bo‘lib 1820-yilda daniyalik fizik Xans Kristian Ersted aniqlagan. Ersted tajribasini o‘tkazib ko‘rish uchun rasmda tasvirlangan zanjirni yig'amiz. Zanjir tok manbai, reostat, kalit, o‘tkazgich (sim)dan iborat. O'tkazgich simlaridan bin janubdan shimolga tomon tarang tortilgan bo'lsin. Magnit strelkasini rasmda ko‘rsatilganidek o‘tkazgich ostiga qo‘yaylik (a-rasm). Bunda strelkani sim bo‘ylab joylashtiramiz. Endi kalitni ulab, o'tkazgichdan tok o'tkazaylik. Shu zahoti tok o‘tayotgan sim ostidagi magnit strelkasi 90° burchakka burilib, simga perpendikular joylashib qoladi (b-rasm). Demak, tokli o'tkazgich atrofida magnit maydoni yuzaga keladi va magnit strelkasini buradi. Ersted tajribasi tok o‘tayotgan o‘tkazgich atrofida magnit maydon bor ekanligini ko'rsatadi.

To‘g‘ri tokning magnit maydoni. O‘tkazgichdan elektr toki o‘tganda uning atrofida magnit maydon mavjudligini quyidagi tajribada ham kuzatish mumkin.

Qalin karton qog‘ozi olib, uning o‘rtasidan teshib to‘g‘ri o‘tkazgichni o‘tkazamiz. Karton ustiga mayda temir kukunlarini sepamiz. O‘tkazgich uchlarini tokka ulab, kartonni yengil silkitamiz. Temir kukunlari tokning magnit maydoni ta’sirida magnitlanib, o‘zini kichik magnit strelkasi kabi tutadi va ular magnit induksiya chiziqlari bo‘ylab joylashadi. Tokli o‘tkazgich atrofida hosil boladigan magnit maydon kuch chiziqlari doimiy magnitning atrofidagi maydon kuch chiziqlariga o'xshash bo‘lar ekan.
Tajribani davom ettirib, tok o‘tayotgan sterjen artofiga mayda magnit strelkalarini qo'yaylik. Shu zahoti strelkalar magnit kuch chiziqlarining yo'nalishida tartibli joylashib qoladi (a-rasm). Steijendagi tok yo'nalishi o'zgartirilsa shu zahoti barcha magnit strelkalari 180° ga buriladi (b-rasm). Demak, tokning magnit kuch chiziqlari yo‘nalishi o‘tkazgichdagi tokning yo'nalishiga bogliq.

To‘g‘ri tok atrofidagi magnit maydonning kuch chiziqlari aylanalardan iborat bo‘lib, uning yo‘nalishini parma qoidasi orqali tushuntirish mumkin.

Agar parmaning ilgarilanma harakati tok yo‘nalishi bilan bir xil bo‘lsa, u holda parma dastasining aylanish yo'nalishi magnit induksiya chiziqlarining yo‘nalishini ko‘rsatadi.
G ‘altakning magnit maydoni. Ersted tomonidan tokli o‘tkazgichning magnit maydoni kashf etilishi elektromagnetizm sohasidagi tadqiqotlarga turtki bo‘ldi. 1820-yilda fransuz fiziklari Andre Mari Amper va Dominik Fransua Arago o‘tkazgich (g‘altak)dan aylanma holatida tok o‘tkazib, bunda to‘g‘ri tok maydoniga nisbatan kuchli magnit maydoni hosil botishini aniqladilar. Simni spiral shaklga keltirib, uning ikki tomoniga ikkita magnit strelkasini yaqinlashtiramiz. Simdan tok o‘tkazsak, ikkala strelka ham spiral o‘qi tomon buriladi. Bunda strelkalarning qutblari bir xil yo'nalishda joylashadi. Metall simni spiral shaklida organik shisha orqali o‘tkazaylik. Uning ustiga temir kukunlarini sochaylik. Simdan tok o'tkazilsa, temir kukunlari tokning magnit kuch chiziqlari yo'nalishida joylashadi. Temir kukunlari o‘miga magnit strelkalari joylansa manzara yanada yaqqolroq namoyon bo‘ladi.
Spiral shaklidagi simlar o‘ramini solenoid deb yuritiladi.

Tok o‘tayotgan g‘altak atrofida magnit maydon mavjud bo‘lib, uning ichidagi magnit kuch chiziqlari o‘zaro parallel bo‘ladi. Tokli g‘altak magnit strelkasi kabi ikkita magnit qutbiga ega.
MAGNIT MAYDONNING TOKLI O‘TKAZGICHGA TA’SIRI
Amper kuchi. Magnit maydonning tokli o‘tkazgichga ta’sirini 1820-yilda Amper tajribada aniqlagan. Magnit maydon tomonidan o‘tkazgichning to‘g‘ri qismiga ta’sir etuvchi kuch formulasi va Amperning tajribasi bilan tanishib chiqamiz. Taqasimon doitniy magnitni gorizontal holda shtativga mahkamlaymiz. Shtativga osilgan o’tkazgichni taqasimon magnitning o'rtasiga joylashtiramiz. Bunda o‘tkazgichning magnit maydonda joylashgan qismining uzunligini Δl deb olamiz.
Zanjir ulanganda o'tkazgich harakatga keladi, ya’ni o‘tkazgich magnitga tortiladi (b-rasm). Agar magnitning qutblari almashtirib o‘matilsa, o‘tkazgich magnitdan itariladi. Metall (Δl=a*b) qismi F kuch ta’sirida vertikaldan biror burchakka buriladi.
Magnit maydon tomonidan shu maydonda joylashgan tokli o‘tkazgich qismiga ta’sir qiluvchi kuch F, tok kuchi (I), o'tkazgich uzunligi (Δl) ga hamda magnit induksiyasiga to‘g‘riproporsional bo'ladi.
Bu ifoda M.A.Amper sharafiga Amper kuchi deyiladi. Bundan magnit induksiya ifodasini yozamiz:
Bu ifodaga ko‘ra magnit induksiyaning fizik ma’nosi - bu magnit maydonida perpendikular joylashgan, uzunligi 1 m va o‘tayotgan tok 1 A bo'lgan o'tkazgichga magnit maydon tomonidan ta’sir etayotgan kuchga son qiymati jihatidan teng bo'lgan kattalik:
C hap qo‘l qoidasi. Magnit maydon tomonidan tokli o‘tkazgichga ta’sir etuvchi kuchining yo‘nalishini chap qo‘l qoidasidan foyda- lanib aniqlash mumkin.


C hap qo‘lning kaftini unga magnit kuchi chiziqlari tik kiradigan qilib tutib, ochilgan to'rt barmoq tokning yo'nalishi bo'yicha tutib turilsa, 90°ga kerilgan bosh barmoq o'tkazgichga ta’sir etuvchi kuchning yo'nalishini ko'rsatadi.