Правило буравчика Максвелла

Это правило устанавливает соотно­шение между направлением магнит­ного поля и направлением тока и утверждает:  представьте  человека - правшу, вкручивающего буравчик вдоль провода в направлении тока; в этом случае направление движения большого пальца дает направление си­ловых линий. 

Простой способ запоминания по­лярности катуйжи показан на рисун­ке1. Для того чтобы им воспользоваться, вы должны всегда смот­реть на катушку с ее торца. Если ток идет вокруг торца катушки в на­правлении против часовой стрелки, то ее конец представляет собой полюс N, а если он идет в направлении по ча­совой стрелке, то ее конец представ­ляет собой полюс S. Помогает также изображение букв N и S со стрелка­ми на концах, обозначающими на­правления тока.

Плоская круглая катушка может рассматриваться как магнитный диск с полюсами N и S, находящимися очень близко друг к другу. Две плос­кие круглые катушки вместе обра­зуют однородное магнитное поле. Это их применение очень важно. Две оди­наковые катушки помещаются парал­лельно друг к другу, и ток идет в одном направлении в каждой из них. Их разделяет расстояние, равное их ра­диусу (рис. 2). В пространстве между катушками магнитное поле од­нородно. Эти катушки известны как катушки Гельмгольца и используют­ся для изучения движения заряжен­ных частиц в однородном магнитном поле.

Дальнейшие эксперименты могут быть проведены с длинной катушкой, или соленоидом. Вы можете изгото­вить простой соленоид, намотав отре­зок изолированной медной проволоки на карандаш. Пропускайте через ка­тушку ток и поднесите ее к находя­щейся на оси стрелке компаса (рис. 3). Полюс N отталкивается концом катушки, в котором заряд идет в направлении против часовой стрелки, и притягивается концом, в котором он идет в направлении по часовой стрел­ке. Это подтверждает правило бурав­чика Максвелла.

Соленоид, по которому идет ток, называется электромагнитом. Если вы вставите длинный стержень из мяг­кого железа внутрь катушки, то маг­нитный эффект значительно усилится. Поле рнутри катушки может воз­расти в тысячу раз.

Электромагнит так же хорошо ра­ботает при переменном токе, как и при постоянном. Это может быть провере­но с помощью цепи, изображенной на рисунке 4, с источником переменного тока. Полярность изменяется 50 раз за секунду, но материал притя­гивается вне зависимости от поляр­ности.

На рисунке 5 показан двух­полюсный электромагнит. Важно на­матывать электромагнит таким обра­зом, чтобы образовались полюсы N и S. Два полюса N или два полюса S не будут достаточно эффективны. Двухполюсный магнит более эффекти­вен, чем однополюсный, потому что, когда полюсы соединены магнитным материалом, магнитные силовые ли­нии идут по замкнутому пути, как по­казано штриховыми линиями.