У XVIII в. електрику і магнетизм вважалися хоча і схожими, але все ж мають різну природу явищами. Правда, були відомі деякі факти, що вказують на існування начебто зв'язку між магнетизмом і електрикою, наприклад намагничение залізних предметів в результаті ударів блискавки. Більше того, Франкліну вдалося начебто б намагнітити шматок заліза за допомогою розряду лейденської банки. Все-таки відомі факти не дозволяли впевнено стверджувати, що між електричними і магнітними явищами існує зв'язок.
Таку зв'язок вперше виявив датський фізик Ханс Крістіан Ерстед (1777 - 1851) в 1820 р. Він відкрив дію електричного струму на магнітну стрілку.
Цікава історія цього відкриття. Йдемо про зв'язку між електричними і магнітними явищами Ерстед висловив ще в першому десятилітті XIX в. Він вважав, що в явищах природи, незважаючи на всі їх різноманіття, мається єдність, що всі вони пов'язані між собою. Керуючись цією ідеєю, він поставив перед собою завдання з'ясувати на досвіді, у чому ця зв'язок проявляється.
Ерстед відкрив, що якщо над провідником, спрямованим вздовж земного меридіана, помістити магнітну стрілку, яка показує на північ, і по провіднику пропустити електричний струм, то стрілка відхиляється на деякий кут.
Після того як Ерстед опублікував своє відкриття, багато фізиків зайнялися дослідженням цього нового явища. Французькі вчені Біо і Савар постаралися встановити закону дії струму на магнітну стрілку, тобто визначити, як і від чого залежить сила, що діє на магнітну стрілку, коли вона поміщена близько електричного струму. Вони встановили, що сила, що діє на магнітний полюс (на кінець довгого магніту) з боку прямолінійного провідника із струмом, спрямована перпендикулярно до найкоротшій відстані від полюса до провідника і модуль її обернено пропорційний цій відстані.
Познайомившись з роботою Біо і Савара, Лаплас помітив, що для розрахунку В«магнітноїВ» сили, тобто, кажучи по-сучасному, напруженості магнітного поля, корисно розглядати дію дуже малих відрізків провідника зі струмом на магнітний полюс. З вимірів Біо і Савара випливало, що якщо ввести поняття елементу провідника Dl , то сила DF , що діє з боку цього елемента на полюс магніту, буде пропорційна D F ~ ( D l/r 2 ) sin a -, де D l - елемент провідника, a - кут, освічений цим елементом і прямої, проведеної з елемента D l в точку, в якій визначається сила, а r - найкоротша відстань від магнітного полюса до лінії, яка є продовженням елемента провідника.
В
Після того як було введено поняття сили струму і напруженості магнітного поля, цей закон стали записувати так:
де D H - напруженість магнітного поля, I - сила струму, а k - коефіцієнт, що залежить від вибору одиниць, в яких вимірюються ці величини. У міжнародній системі одиниць СІ цей коефіцієнт дорівнює 1/4p. p> Новий найважливіший крок у дослідженні електромагнетизму був зроблений французьким вченим Андре Марі Ампером (1775 - 1836) в 1820г. p> Роздумуючи над відкриттям Ерстеда, Ампер прийшов до зовсім новим ідеям. Він припустив, що магнітні явища викликаються взаємодією електричних струмів. Кожен магніт являє собою систему замкнутих електричних струмів, площини яких перпендикулярні осі магніту. Взаємодія магнітів, їх тяжіння і відштовхування пояснюються тяжінням і відвернути, існуючими між струмами. 3емной магнетизм також обумовлений електричними струмами, які протікають в земній кулі.
Ця гіпотеза вимагала, звичайно, досвідченого підтвердження. І Ампер виконав цілу серію дослідів для її обгрунтування. p> Перші досліди Ампера полягали у виявленні сил, що діють між провідниками, по яких тече електричний струм. Досліди показали, що два прямолінійних провідника зі струмом, розташовані паралельно один одному, притягуються, якщо струми в них мають однакове напрямок, і відштовхуються, якщо напрям струмів протилежно.
Ампер показав також, що виток зі струмом і спіралевидний провідник із струмом (соленоїд) ведуть себе як магніти. Два таких провідника притягуються і відштовхуються подібно до двох магнітним стрільцям.
Свої перші повідомлення про результати дослідів Ампер с, робив на засіданнях Паризької академії наук восени 1820 Після цього він зайнявся розробкою теорії взаємодії провідників, по яких тече електричний струм.
Ампер вирішив в основу теорії взаємодії струмів покласти закон взаємодії між елементами струмів. Потрібно відзначити, що Ампер говорив уже не просто про взаємодію елементів провідників, як Біо і Савар, а про взаємодію елементів струмів, так як до того часу вже виникло поняття сили струму. І це поняття ввів сам Ампер. p> Слідуючи п...
