Продолжительное время электрические и магнитные поля изучались раздельно. Но в 1820 году датский учёный Ханс Кристиан Эрстед во время лекции по физике обнаружил, что магнитная стрелка поворачивается возле проводника с током (см. Рис. 1). Это доказало магнитное действие тока. После проведения нескольких экспериментов Эрстед обнаружил, что поворот магнитной стрелки зависел от направления тока в проводнике.
Опыт Эрстеда
Рис. 1. Опыт Эрстеда
Для того чтобы представить, по какому принципу происходит поворот магнитной стрелки вблизи проводника с током, рассмотрим вид с торца проводника (см. Рис. 2, ток направлен в рисунок, – из рисунка), возле которого установлены магнитные стрелки. После пропускания тока стрелки выстроятся определённым образом, противоположными полюсами друг к другу. Так как магнитные стрелки выстраиваются по касательным к магнитным линиям, то магнитные линии прямого проводника с током представляют собой окружности, а их направление зависит от направления тока в проводнике.
Расположение магнитных стрелок возле прямого проводника с током
Рис. 2. Расположение магнитных стрелок возле прямого проводника с током
Для более наглядной демонстрации магнитных линий проводника с током можно провести следующий опыт. Если вокруг проводника с током высыпать железные опилки, то через некоторое время опилки, попав в магнитное поле проводника, намагнитятся и расположатся по окружностям, которые охватывают проводник (см. Рис. 3).
Расположение железных опилок вокруг проводника с током
Рис. 3. Расположение железных опилок вокруг проводника с током (Источник)
Правило буравчика. Правило правой руки
Для определения направления магнитных линий возле проводника с током существует правило буравчика (правило правого винта) – если вкручивать буравчик по направлению тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика укажет направление линий магнитного поля тока (см. Рис. 4).
Правило буравчика
Рис. 4. Правило буравчика (Источник)
Также можно использовать правило правой руки – если направить большой палец правой руки по направлению тока в проводнике, то четыре согнутых пальца укажут направление линий магнитного поля тока (см. Рис. 5).
Правило правой руки
Рис. 5. Правило правой руки (Источник)
Оба указанных правила дают один и тот же результат и могут быть использованы для определения направления тока по направлению магнитных линий поля.
Разветвление: Взаимодействие проводников с током в опытах Ампера
После открытия явления возникновения магнитного поля вблизи проводника с током Эрстед разослал результаты своих исследований большинству ведущих учёных Европы. Получив эти данные, французский математик и физик Ампер приступил к своей серии экспериментов и через некоторое время продемонстрировал публике опыт по взаимодействию двух параллельных проводников с током. Ампер установил, что если по двум расположенным параллельно проводникам течёт электрический ток в одну сторону, то такие проводники притягиваются (см. Рис. 6 б) если ток течёт в противоположные стороны – проводники отталкиваются (см. Рис. 6 а).
Опыт Ампера
Рис. 6. Опыт Ампера (Источник)
Из своих опытов Ампер сделал следующие выводы:
1. Вокруг магнита, или проводника, или электрически заряженной движущейся частицы существует магнитное поле.
2. Магнитное поле действует с некоторой силой на заряженную частицу, движущуюся в этом поле.
3. Электрический ток представляет собой направленное движение заряженных частиц, поэтому магнитное поле действует на проводник с током.
Разветвление: Задача на применение правила буравчика для прямого проводника с током
На рисунке 7 изображён проволочный прямоугольник, направление тока в котором показано стрелками. Используя правило буравчика, начертить возле сторон прямоугольника по одной магнитной линии, указав стрелкой её направление.
Иллюстрация к задаче
Рис. 7. Иллюстрация к задаче
Решение
Вдоль сторон прямоугольника (проводящей рамки) вкручиваем мнимый буравчик по направлению тока.
Вблизи правой боковой стороны рамки магнитные линии будут выходить из рисунка слева от проводника и входить в плоскость рисунка справа от него. Это обозначается с правила стрелы в виде точки слева от проводника и крестика справа от него (см. Рис. 8).
Аналогично определяем направление магнитных линий возле других сторон рамки.
Иллюстрация к задаче
Рис. 8. Иллюстрация к задаче
Образование магнитного поля вблизи катушки с током (соленоида)
Опыт Ампера, в котором вокруг катушки устанавливались магнитные стрелки, показал, что при протекании по катушке тока стрелки к торцам соленоида устанавливались разными полюсами вдоль мнимых линий (см. Рис. 9). Это явление показало, что вблизи катушки с током есть магнитное поле, а также что у соленоида есть магнитные полюса. Если изменить направление тока в катушке, магнитные стрелки развернутся.
ответ:Нещодавно учні сьомого класу львівської приватної школи Think Global у межах програми професійно-орієнтаційної роботи серед школярів відвідали заняття з аналітичної хімії. Навчання у цій школі відбувається за дещо специфічною програмою. Курс хімії містить вивчення різних її видів – аналітичної, органічної, загальної.
Викладачі кафедри фізичної, аналітичної та загальної хімії: доцент – Федір Цюпко, асистент Віталій Стаднік і науковий співробітник – Мартин Созанський провели заняття з основ якісного хімічного аналізу, з тетриметричного методу аналізу (це хімічний метод кількісного аналізу). Також учням показали можливості інструментальних методів аналізу, а саме хроматографії – як без хімічних реакцій можна здійснювати якісно-кількісні визначення речовин.
ω%(СН₃СООН)=9%
m(NaHCO₃)=12,6г.
m₁(СН₃СООН)-?
1. Масса 9% уксуса:
m(СН₃СООН)=9г.
2. Определим молярную массу уксусной кислоты и ее количество вещества в 9г.:
M(CH₃COOH)=12+3+12+32+1=60г./моль
n₁(CH₃COOH)=m(СН₃СООН)÷M(CH₃COOH)
n₁(CH₃COOH)=9г÷60г./моль=0,15моль
3. Определим молярную массу гидрокарбоната натрия и его количество вещества в 12,6г.:
M(NaHCO₃)=23+1+12+16x3=23+1+12+48=84г./моль
n₁(NaHCO₃)=m(NaHCO₃)÷M(NaHCO₃)
n₁(NaHCO₃)=12,6г.÷84г./моль=0,15моль
4. Запишем уравненеие реакции:
NaHCO₃+CH₃COOH=CH₃COONa+CO₂+H₂O
а)по уравнению реакции:
n(NaHCO₃)=1моль n(CH₃COOH)=1моль
б)по условию задачи:
n₁(NaHCO₃)=0,15моль n₁(CH₃COOH)=0,15моль
5. Определим массу уксусной кислоты количеством вещества 0,15моль:
m(CH₃COOH)=n(CH₃COOH)×M(CH₃COOH)
m(CH₃COOH)=0,15моль×60г./моль=9г.
6. Масса 9г. уксуса (СН₃СООН) тратится на гашение пищевой соды(NaHCO₃) массой 12.6 г. 9% уксусом(СН₃СООН).