L'interaction de l'aimant et du courant électrique. bases de électrodynamique de développement

L'expansion et l'approfondissement des études sur les phénomènes électriques ont conduit à la découverte et à l'étude de nouvelles propriétés du courant électrique. En 1820, ont été publiés et ont démontré les expériences de Oersted courant de surveillance de X. sur l'aiguille magnétique, a soulevé un grand intérêt parmi les scientifiques de différents pays et ont reçu dans leur travail approfondissement et développement.

Les petits (moins de 5 pages) brochure Oersted "Les expériences sur le fonctionnement du conflit électrique sur une aiguille magnétique" a créé une sensation parmi les physiciens européens.

Il convient de noter Oersted a conclu que «le conflit électrique» (c.-à-un contre-mouvement de «matière électrique» positive et négative) dans l'Explorateur Windows "... ne se limite pas au fil conducteur, mais dispose d'une large sphère d'activité autour de ce fil ... Ce conflit forme un vortex autour du fil ".

De toute évidence, Oersted se trompait dans la croyance qui agit sur le magnétique affrontement à aiguilles électricité diversifiée. Mais la relation entre les phénomènes électriques et magnétiques Oe a suggéré dans une de ses œuvres, publiées de retour en 1812:. "Nous devrions essayer de voir si produit de l'électricité dans sa phase la plus latente de toute action sur l'aimant en tant que telle."

Peu de temps après la publication de cette brochure (en 1820) était un physicien allemand Johann S. X. Shveygger a suggéré l'utilisation de la déviation de l'aiguille aimantée par un courant électrique pour générer un premier dispositif de mesure (1779-1857 gg.) - Indicateur de courant.

Son dispositif, appelé le «multiplicateur» (c.-à-multiplient) est une aiguille aimantée placée à l'intérieur du cadre, constitué de bobines de fil. Cependant, en raison de l'influence du magnétisme terrestre sur l'aiguille magnétique du multiplicateur son témoignage était inexacte.

Ampères en 1821 ont démontré la capacité d'éliminer l'influence du magnétisme terrestre en utilisant une paire astatique, ce qui représente le fond des flèches magnétiques, fort sur l'axe cuivre total et parallèles les unes aux autres, avec des pôles orientés dans des directions opposées.

En 1825, le professeur Florentine Leopoldo a battu (1784 à 1835 gg.) Combiné du couple astatique avec multiplicateur et agencé de telle sorte qu'un dispositif plus sensible - un prototype du galvanomètre.

En 1820, DF Arago avait découvert un nouveau phénomène - le courant conducteur de magnétisation qui le traverse. Si un fil de cuivre relié aux pôles de la pile voltaïque, immergé dans la limaille de fer, celui-ci est uniformément collée à elle. Pour mettre hors tension les puces actuelles derrière. Lorsque Ara a pris la place du fer de fil de cuivre (en fer doux), il magnétisée temporairement. Un morceau d'acier devient un aimant permanent dans une telle aimantation.

Sur la recommandation du Ampere Arago remplacé fil métallique en spirale droite, et l'aimantation des aiguilles placées à l'intérieur de la spirale intensifiée. Il a été créé par un électro-aimant. expériences Arago premier prouvé la nature électrique du magnétisme et de la capacité à aimanter choc électrique en acier.

Dans le processus d'Arago de recherche découvert (en 1824) est un autre phénomène nouveau, qu'il a appelé «le magnétisme de rotation" et se trouve dans le fait que lors de la rotation du métal (cuivre) plaque, située au-dessus de l'aiguille magnétique (ou en dessous), celui-ci vient aussi dans la rotation. Pour expliquer ce phénomène ne pouvait ni l'Arago ni Ampere. L'explication correcte de ce phénomène a été donné qu'après la découverte du phénomène de Faraday de l'induction électromagnétique.

Une nouvelle étape par des observations qualitatives sur l'action actuelle aimant à la détermination des relations quantitatives a été la création de Jean Baptiste Biot (1774- 1862 gg.) Et Felix Savart scientifiques français (1791 -. 1841 gg) Loi actuelle sur un aimant.

Après une série d'expériences, ils ont établi (1820) comme suit: "si le fil avec une longueur illimitée prohodyaschnm sur celui-ci choc volts agit sur le nord de particules ou de magnétisme sud, situé à une certaine distance du milieu du fil, la résultante de toutes les forces émanant du fil, réalisé particules perpendiculaires à la distance la plus courte entre les fils, les fils et l'effet global sur toute (sud aller vers le nord) élément magnétique est inversement proportionnelle à la distance au dernier fil ".

La détection de la composante tangentielle de la force permettant d'expliquer la nature du mouvement de rotation du conducteur par rapport à l'aimant. scientifique français Pierre-Simon Laplace (1749-1827 gg.) Par la suite ont montré que la force de l'action, produit par une petite partie du conducteur, varie en raison inverse du carré de la distance.

La signification scientifique et méthodologique le plus important dans l'expansion de l'étude des phénomènes nouveaux ont été les œuvres d'un des plus grands scientifiques français - André Marie Ampère (. 1775 à 1836 gg), a jeté les bases de l'électrodynamique.

Ampere était un prodige de la nature par l'homme. En dépit du fait qu'il n'a pas été en mesure d'aller à l'école, il n'a pas eu les enseignants, en plus de son père - un homme d'affaires très instruit, il est une ténacité remarquable, la connaissance de soi-mastering, il est devenu l'un des hommes les plus instruits de son temps.

Physique et mathématiques, l'astronomie, la chimie, la zoologie et la philosophie - toutes ces sciences manifestent clairement connaissance encyclopédique Ampere. Il était âgé de seulement 13 ans quand il a été introduit à l'Académie des Sciences de Lyon, littérature et art son premier travail mathématique. Depuis 14 ans, il a étudié les 20 volumes de la célèbre «Encyclopédie» Diderot et d'Alembert, et à 18 - parfaitement étudié les œuvres de L. Euler, D. et J. Lagrange Boriulli, connaissaient plusieurs langues étrangères latine et.

Ampere La vie était pleine d'événements tragiques: le 18-year-old boy, il a été choqué par l'exécution par la guillotine de son père, comme un partisan des Girondins (1793), quelques années plus tard, il a enterré sa femme bien-aimée; très triste fut le sort de sa fille - elle a causé une grave maladie cardiaque, ce qui l'a amené à la tombe.

Mais en dépit de l'énorme tension, Amper a réussi à trouver la force de se livrer constamment dans la recherche fondamentale et de faire la contribution immortelle à la civilisation mondiale.

Andre Marie Ampere pour marquer Congo

Ses travaux de recherche dans le domaine de l'électromagnétisme, a ouvert une nouvelle page dans l'histoire de l'ingénierie électrique. Et dans l'étude de ces phénomènes clairement manifesté des capacités étonnantes Ampere.

Il a d'abord appris les expériences de Oersted lors d'une réunion de l'Académie des sciences de Paris, où ils sont répétés pendant vos messages Arago. Avec admiration Ampere intuitivement senti l'importance de cette découverte, alors qu'il avait pas étudié les phénomènes électromagnétiques.

Et exactement une semaine (! Juste une semaine) 18 Septembre, 1820 Ampères parle lors d'une réunion de l'Académie du rapport sur l'interaction des courants et des aimants, puis presque dans une rangée - semaine après semaine (de l'Académie des Sciences de la réunion tenue sur une base hebdomadaire), il expose aux plus grands scientifiques français de ses généralisations théoriques et expérimentales, qui ont été reflétées plus tard dans son célèbre ouvrage sur l'électrodynamique.

Dans une lettre Amper souligne qu'il "a créé une nouvelle théorie de l'aimant, ce qui réduit tous les phénomènes aux phénomènes de galvanisme." Frappant la logique de ses généralisations: si le courant - est un aimant, les deux courants ont d'interagir comme un aimant. Maintenant, cela peut sembler évident, mais pas un ampère clairement il n'a pas. connaissances en mathématiques Brilliant permis Ampere résumer théoriquement leurs recherches et de formuler une loi bien connue qui porte son nom.

Il convient de noter Ampere travail philosophique "L'expérience de la philosophie de la science, ou un résumé analytique de la classification naturelle de toutes les connaissances humaines" (1834). A notre époque, nous avons publié de nombreux articles consacrés à la science de la science, "la science des sciences." Son "Classification" Ampere il y a plus de cent ans a jeté les bases de ce domaine important de la connaissance scientifique.

Considérons plus en détail le travail de Ampere dans le domaine de l'électromagnétisme.

Il convient de noter tout d'abord que Ampere terme «électricité» et le concept de la direction du courant électrique a été introduit. Par ailleurs, il est suggéré de considérer la direction du «mouvement d'électricité positive" actuelle (de plus au moins dans le circuit externe).

Observant la déviation de l'aiguille aimantée sous l'influence du courant circulant à travers un conducteur, Ampère a pu formuler une règle qui permet de déterminer la direction de la déviation de la flèche en fonction du sens du courant dans un conducteur.

Cette règle était à l'époque largement connu comme les «règles du nageur» et formulé comme suit: «Si l'on imagine une personne de l'hôtel, de sorte que le courant circule direction pas des pieds de l'observateur sur sa tête et son visage était tourné vers l'aiguille magnétique, sous l'influence pôle nord actuelle de l'aiguille est toujours déviée vers la gauche ".

Particulièrement important était l'étude des interactions Ampere circulaire et des courants linéaires. Pour cette recherche, il est venu, sur la base du raisonnement suivant: si l'aimant est dans ses propriétés similaires à la bobine ou d'un anneau conducteur, le courant rationalisée, deux courant circulaire doit agir sur l'autre comme deux aimants.

Ouverture de l'interaction des courants circulaires, Ampere a commencé à étudier les courants de ligne. À cette fin, il a construit une «machine Ampere" soi-disant dans lequel un seul conducteur pourrait changer la position par rapport à l'autre conducteur. Au cours de ces expériences, il a été constaté que deux de courant linéaire attirer ou repousser les uns les autres, selon que les courants sont identiques ou différents sens.

Une série de ces expériences a permis Ampere pour établir la loi de l'interaction des courants linéaires: "Deux parallèles et également dirigé un courant cloué, tandis que les deux parallèles et opposée à la direction du courant se repoussent les uns les autres." Le phénomène découvert appelé Ampere proposé "électrodynamique" par opposition à des phénomènes électrostatiques.

Résumant les résultats de ses travaux expérimentaux, Ampere a une expression mathématique pour la force de l'interaction des courants, comme il l'a fait par rapport à l'interaction de Coulomb entre la charge statique. Cette tâche Ampere a décidé technique analytique, basée sur les principes de Newton de l'interaction des masses et des masses assimilant ces deux éléments actuels, arbitrairement positionnés dans l'espace. Cet amplificateur a suggéré que l'interaction entre les éléments de courant se produit dans une ligne droite reliant le centre de ces éléments, et qu'elle est proportionnelle à la longueur des éléments du courant et par les courants. Ampere premier mémoire sur l'interaction des courants électriques a été publié en 1820

La théorie de électrodynamique Ampere est exposée dans le livre "The Theory of électrodynamique Phenomena, provenant exclusivement de l'expérience", publié à Paris en 1826-1827 gg. expression mathématique Ampere connue de la loi de l'interaction entre deux éléments de courant a été dérivé.

Basé sur les travaux de ses prédécesseurs, ainsi que sur les résultats importants de leur recherche, les amplis viennent fondamentalement nouvelle conclusion sur la cause des phénomènes de magnétisme.

Nier l'existence de fluides magnétiques spéciaux, Amper fait valoir que le champ magnétique a une origine électrique. Tous les phénomènes magnétiques ont été réduits à leur "action purement électrique." Sur la base de l'identité des courants et l'action de rotation des aimants ampère a conclu que le magnétisme d'une particule de circulation des courants dus à la présence dans les particules et les propriétés de l'aimant dans son ensemble, en raison de courants électriques, disposés dans des plans perpendiculaires à son axe.

Ampere a souligné que «... ces courants autour de l'axe de l'aimant existent réellement, ou plutôt, que l'aimantation est une opération par laquelle les particules ont été signalés à présenter excitant pour ces courants est la même action électromotrice, qui est disponible dans la pile voltaïque ... phénomènes magnétiques causée uniquement par l'électricité ... il n'y a pas de différence entre les deux pôles d'un aimant, leur position par rapport aux courants, dont voici l'aimant ".

Ampere a développé une hypothèse de courants circulaires moléculaires était une nouvelle étape vers l'interprétation matérialiste de la nature des phénomènes magnétiques.

Ampere en 1820, il a été suggéré la possibilité de créer un télégraphe électromagnétique, basée sur l'interaction du conducteur avec l'aiguille actuelle et magnétique. Cependant Ampere a proposé de prendre "comme des conducteurs et des aiguilles magnétiques comme il y a des lettres ... en mettant chaque lettre dans une direction séparée." De toute évidence, une telle construction serait télégraphe lourd et coûteux, qui, apparemment, a empêché la mise en œuvre pratique des suggestions d'Ampère. Il a fallu un certain temps pour trouver un moyen plus réaliste de la création du télégraphe.

La valeur du travail de Ampere pour la science était assez élevé. Ses recherches Ampere prouvé l'unité de l'électricité et du magnétisme et de la manière convaincante réfutée prévalait avant lui des idées sur fluide magnétique. les lois qui les installés des interactions mécaniques des courants électriques sont parmi les découvertes les plus importantes dans le domaine de l'électricité.

Contribution exceptionnelle à Ampere a reçu la plus haute évaluation (en 1881). Premier congrès international des électriciens affectés à un nom actuel "Amper". Son justement appelé le «Newton de l'électricité." Il a été membre de l'Académie des sciences de Paris (depuis 1814), et bien d'autres académies du monde, y compris le Saint-Pétersbourg (depuis 1830).

Veselovsky O. Shneiberg A. I "Essais sur l'histoire de génie électrique"