11. Ampérov magnetický moment 1

Pomôcky :   

cievka na kartónovej trubici, prívodné vodiče, podkovovitý magnet, spínač, zdroj jednosmerného napätia,

Realizácia: 

Na krátkej kartónovej trubici je namotaná cievka z tenkého vodiča. Cievku predstavujúcu prúdovú  slučku sme umiestnili do magnetického poľa podkovovitého magnetu a napojili cez vypínač na zdroj napätia. Po uzavretí obvodu pozorujeme, že sa cievka natáča tak, aby kolmica na plochu cievky bola rovnobežná    s  magnetickou indukčnou čiarou  magnetického poľa podkovovitého magnetu. Zároveň sa cievka " prilepí " na jedno z ramien podkovovitého magnetu. Pri zmene smeru prúdu v cievke sa smer jej natočenia zachová ale cievka sa " prilepí " na opačné rameno magnetu.

Fyzikálna interpretácia:   

Indukčné čiary magnetického poľa podkovovitého magnetu majú medzi jeho ramenami tvar približne rovnobežných čiar. Závit napájaný prúdom predstavuje elektromagnet s vlastným severným a južným magnetickým pólom. Súčin plochy závitu a prúdu, ktorý ním preteká  I.S predstavuje Ampérov magnetický moment. Je to vektor kolmý na rovinu závitu a smer ktorého je rovnobežný s vektorom magnetickej indukcie vlastného magnetického poľa vo vnútri závitu. Pri prechode prúdu závitom sa tento natočí tak, aby jeho magnetický moment smeroval do smeru magnetickej  indukčnej čiary podkovovitého magnetu. Vzhľadom na to, že závit s prúdom predstavuje elektromagnet, pritiahne sa svojím severným ( južným ) pólom k južnému ( severnému ) pólu podkovovitého magnetu. Smer pritiahnutia závisí od toho,  ku ktorému pólu magnetu bol kruhový závit bližšie umiestnený.

Realizačná poznámka:

Na začiatok pokusu je potrebné uložiť cievku tak, aby kolmica na plochu cievky nebola rovnobežná s magnetickými indukčnými čiarami magnetického poľa podkovovitého magnetu.

Ak chceme pozorovať pritiahnutie cievky k pólom magnetu, musia byť prívodné vodiče ľahko ohybné.

Metodická poznámka:    

Po uzavretí obvodu sa závit natočí a pritiahne k ramenu magnetu. Rozopneme obvod a pootočíme magnet. Po uzavretí obvodu ukážeme, že sa závit opäť natočí do smeru magnetickej indukčnej čiary.

Otázky :

1.  Ak pokus niekoľkokrát zopakujeme cievka sa akoby náhodne priťahovala raz k jednému pólu raz k druhému. Čo má vplyv na smer pritiahnutia cievky ?

2.  Ako sa bude správať cievka pri zmene smeru prúdu v nej ?

3.  Popíšte správanie sa cievky, ak by ňou prechádzal striedavý prúd.