Wechselwirkung des Magneten und elektrischen Strom. Entwicklung Elektrodynamik Basen

Der Ausbau und die Vertiefung der Studien von elektrischen Erscheinungen führte zur Entdeckung und studieren neue Eigenschaften des elektrischen Stroms. Im Jahr 1820 veröffentlicht wurden und die Experimente von Oersted X. Überwachungsstrom auf der Magnetnadel zeigte, hob großes Interesse bei Wissenschaftlern aus verschiedenen Ländern und erhielt in ihrer Arbeit weiter zu vertiefen und Entwicklung.

Klein (weniger als 5 Seiten) Broschüre Oersted "Experimente zum Betrieb des elektrischen Konflikt auf einer Magnetnadel" eine Sensation unter den europäischen Physiker.

Noteworthy Oersted dem Schluss, dass "die elektrische Konflikt" (dh eine Gegenbewegung von positiven und negativen "elektrische Materie") ... in Windows Explorer "auf den leitfähigen Draht beschränkt, sondern hat eine breite Tätigkeitsbereich um diesen Draht ... Diese Konflikt bildet einen Wirbel um den Draht. "

Offensichtlich war Oersted falsch in dem Glauben, dass auf der Magnetnadel Zusammenstoß diverse Strom wirkt. Aber die Beziehung zwischen elektrischen und magnetischen Erscheinungen Oe hat in einem seiner Werke vorgeschlagen, im Jahre 1812 veröffentlicht zurück:. "Wir sollten versuchen, zu sehen, ob Strom produziert in seiner latenten Stadium einer Handlung auf dem Magneten als solche."

Kurz nach der Veröffentlichung dieser Broschüre (1820) war ein deutscher Physiker Johann S. X. Shveygger durch einen elektrischen Strom, um die Verwendung der Abweichung der Magnetnadel vorgeschlagen, eine erste Messeinrichtung zu erzeugen (1779-1857 gg.) - Aktuelle Anzeige.

Sein Gerät, die so genannte "Multiplikator" (dh multipliziert) wurde eine magnetische Nadel innerhalb des Rahmens platziert, bestehend aus Drahtspulen. Jedoch aufgrund des Einflusses des Erdmagnetismus auf der Magnetnadel des Multiplizierers seiner Aussage war ungenau.

Ampere 1821 demonstrierte die Fähigkeit, den Einfluss des Erdmagnetismus unter Verwendung eines astatic Paar, die den Boden der magnetischen Pfeile zu beseitigen, auf die Gesamtkupfer Achse befestigt und parallel zueinander, wobei die Pole in entgegengesetzte Richtungen weisen.

Im Jahr 1825 haben Prof. Florentine Leopoldo geschlagen (1784-1835 gg.), So die astatic Paar mit Multiplikator und angeordnet kombiniert, dass ein empfindlicher Gerät - ein Prototyp des Galvanometer.

Im Jahr 1820 hatte DF Arago ein neues Phänomen entdeckt - den Leiter Magnetisierungsstrom durchströmt. Wenn ein Kupferdraht zu den Polen der Voltaschen Säule verbunden ist, in die Eisenspäne eingetaucht ist, ist die letztere gleichmäßig auf sie festgeklemmt. Beim Drehen hinter die aktuellen Chips aus. Wenn Ara anstelle von Kupferdraht Eisen (Weicheisen) nahm, vorübergehend magnetisiert. Ein Stück Stahl wird ein Permanentmagnet in einer solchen Magnetisierung.

Auf Empfehlung des Ampere Arago gerade Drahtspiraldraht ersetzt, und die Magnetisierung der innerhalb der Spirale angeordnet Nadeln intensiviert. Es wurde von einem Elektromagneten erzeugt. Arago Experimente bewiesen zunächst die elektrische Natur des Magnetismus und die Fähigkeit, Stahl Stromschlag zu magnetisieren.

Im Prozess der Forschung Arago entdeckt (in 1824) ist ein weiteres neues Phänomen, das er "Magnetismus rotation" und liegt in der Tatsache bezeichnet, daß während der Drehung des Metalls (Kupfer) -Platte, oberhalb der Magnetnadel befindet (oder darunter), wobei die letzteren gleichzeitig kommt in Rotation. Um dieses Phänomen zu erklären, konnte weder die Arago noch Ampere. Die richtige Erklärung für dieses Phänomen wurde bisher erst nach der Entdeckung von Faraday Phänomen der elektromagnetischen Induktion gegeben.

Ein neuer Schritt durch qualitative Beobachtungen über die Aktion Strommagnet auf die Bestimmung der quantitativen Beziehungen war die Gründung von Französisch Wissenschaftler Jean Baptiste Biot (1774- 1862 gg.) Und Felix Savart (1791 -. 1841 gg) auf einem Magnetstrom handeln.

Nach einer Reihe von Experimenten stellten sie fest, (1820) wie folgt: "Wenn der Draht mit unbegrenzter Länge prohodyaschnm darauf Volt Schock wirkt auf die Teilchen nach Norden oder Süden Magnetismus, in einem gewissen Abstand von der Mitte des Drahtes befindet, die resultierende aller Kräfte aus dem Draht ausgeht, gerichtet Teilchen senkrecht zur kürzesten Abstand von den Drähten, wobei die Drähte und die Gesamtwirkung auf jedes magnetische Element (Süden nach Norden) dem Abstand zum letzten Draht umgekehrt proportional ist. "

Erfassung der tangentialen Kraftkomponente möglich, die Natur der Drehbewegung des Leiters bezüglich des Magneten zu erläutern. Französisch Wissenschaftler Pierre-Simon Laplace (1749-1827 gg.) Zeigte anschließend, dass die Stärke der Wirkung, die von einem kleinen Abschnitt des Leiters erzeugt wird, ändert sich umgekehrt mit dem Quadrat der Entfernung.

Die wichtigsten wissenschaftlichen und methodischen Bedeutung der Untersuchung neuer Phänomene in den Ausbau der Werke von einem der größten Französisch Wissenschaftler waren - André Marie Ampère (. 1775-1836 gg), legte den Grundstein der Elektrodynamik.

Ampere war ein Wunder der Natur durch den Menschen. Trotz der Tatsache, dass er nicht in der Lage war, zur Schule zu gehen, hat er nicht Lehrer haben, zusätzlich zu seinem Vater - ein sehr gebildeter Geschäftsmann, ist er eine bemerkenswerte Zähigkeit, selbst zu meistern Wissen, wurde er einer der gebildetsten Männer seiner Zeit.

Physik und Mathematik, Astronomie, Chemie, Zoologie und Philosophie - all diese Wissenschaften deutlich enzyklopädisches Wissen Ampere manifestiert. Er war erst 13 Jahre alt, als er in der Lyon Akademie der Wissenschaften eingeführt wurde, Literatur und Kunst seine erste mathematische Arbeit. Seit 14 Jahren hat er alle 20 Bände der berühmten "Encyclopedia" Diderot und d'Alembert studiert hat, und zu 18 - perfekt auf die Werke von L. Euler, D. und J. Lagrange Boriulli studierte, kannte Latein und mehrere Fremdsprachen.

Ampere Das Leben war voll von tragischen Ereignissen: die 18-jährige Junge, wurde er von der Hinrichtung durch die Guillotine seines Vaters, als Anhänger des Girondins (1793), ein paar Jahre später war schockiert, begrub er seine geliebte Frau; sehr traurig war das Schicksal seiner Tochter - es eine schwere Herzkrankheit verursacht, die ihn ins Grab gebracht.

Aber trotz der enormen Spannung gelang es Amper die Kraft zu finden, um ständig in der Grundlagenforschung engagieren und den unsterblichen Beitrag zur Weltkultur zu machen.

Seine Forschung auf dem Gebiet der Elektromagnetismus, eröffnet eine neue Seite in der Geschichte der Elektrotechnik. Und bei der Untersuchung dieser Phänomene deutlich erstaunliche Fähigkeiten Ampere manifestiert.

Er lernte zunächst über die Experimente von Oersted bei einer Sitzung der Pariser Akademie der Wissenschaften, wo sie während Ihrer Beiträge Arago wiederholt werden. Zusammen mit Bewunderung Ampere spürte intuitiv die Bedeutung dieser Entdeckung, obwohl er vorher nicht elektromagnetischen Erscheinungen studiert hatte.

Und genau eine Woche (! Nur eine Woche) 18. September 1820 Ampère bei einer Sitzung der Akademie des Berichts über das Zusammenwirken von Strömungen und Magneten und dann fast in einer Reihe spricht - Woche für Woche (von der Akademie der Wissenschaften der Sitzung auf einer wöchentlichen Basis gehalten werden), setzt er zu den größten Französisch Wissenschaftler aus seine experimentelle und theoretische Verallgemeinerungen, die später in seinem berühmten Werk auf Elektrodynamik reflektiert wurden.

In einem Brief Amper betont, dass er "eine neue Theorie des Magneten geschaffen, die alle Phänomene auf die Erscheinungen des Galvanismus reduziert." Anschlagen des Logik seiner Verallgemeinerungen: wenn die aktuelle - ein Magnet ist, haben die zwei Ströme wie ein Magnet zu interagieren. Nun, das mag offensichtlich scheinen, aber niemand Ampere klar muss es nicht. Brilliant Kenntnisse in Mathematik erlaubt Ampere theoretisch ihre Forschung zusammenfassen und ein gut bekanntes Gesetz zu formulieren, die seinen Namen trägt.

Bemerkenswert Ampere philosophisches Werk "Die Erfahrung der Philosophie der Wissenschaft, oder eine analytische Zusammenfassung der natürlichen Klassifikation aller menschlichen Erkenntnis" (1834). In unserer Zeit veröffentlichten wir auf die Wissenschaft von der Wissenschaft gewidmet viele Papiere, "die Wissenschaft der Wissenschaften." Seine "Klassifizierung" Ampere über hundert Jahren legte vor den Grundstein für diesen wichtigen Bereich der wissenschaftlichen Erkenntnis.

Lassen Sie uns im Detail die Arbeit von Ampere auf dem Gebiet der Elektromagnetismus in Betracht ziehen.

Es sollte zunächst einmal dieser Ampere Begriff "Strom" und das Konzept der Richtung des elektrischen Stroms festgestellt werden zuerst eingeführt wurde. By the way, wird vorgeschlagen, die Richtung des Stroms "Bewegung positiver Elektrizität" (von Plus nach Minus im externen Kreislauf) zu berücksichtigen.

Betrachtet man die Abweichung der Magnetnadel unter dem Einfluss des Stroms durch einen Leiter fließt, war Ampere Lage, eine Regel zu formulieren, die die Richtung des Pfeils Ablenkung von der Richtung des Stroms in einem Leiter in Abhängigkeit bestimmen können.

Diese Regel war weithin zu der Zeit als die "Regeln des Schwimmers" bekannt und formuliert es wie folgt: "Wenn wir ein Hotel Person vorstellen, so dass der Strom pas Richtung von den Füßen des Betrachters an den Kopf und sein Gesicht fließt wurde auf die Magnetnadel gedreht, unter dem Einfluss Strom Nordpol der Nadel wird immer nach links abgelenkt. "

Besonders wichtig waren die Untersuchung der Wechselwirkungen Ampere Kreis- und Linear Strömungen. Für diese Forschung kam er auf, auf der Grundlage der folgenden Überlegung: Wenn der Magnet in seinen Eigenschaften ähnlich der Spule oder Ringleiter, schlanke Strom ist, zwei Kreisstrom auf einander wie zwei Magnete handeln müssen.

Das Öffnen der Wechselwirkung von Kreisströme, begann Ampere die Leitungsströme zu studieren. Zu diesem Zweck baute er eine so genannte "Maschine Ampere", in dem ein einzelner Leiter der Position relativ zu dem anderen Leiter ändern könnte. Während dieser Experimente wurde festgestellt, dass zwei lineare Stromziehen oder sich gegenseitig abstoßen, ob je nach Richtung die Ströme gleich oder verschieden sind.

Eine Reihe dieser Versuche erlaubt Ampere das Gesetz der Wechselwirkung von linearen Ströme herzustellen: ". Zwei parallel und gleich gerichtet aktuellen genagelte, während die beiden parallel und entgegengesetzt zu der Stromrichtung gegenseitig abstoßen" Das entdeckte Phänomen namens Ampere vorgeschlagen "elektro", wie elektrostatische Phänomene gegenüber.

Fasst man die Ergebnisse seiner experimentellen Arbeit gebracht Ampere einen mathematischen Ausdruck für die Kraft der Wechselwirkung von Strömungen, so wie es zwischen der statischen Ladung in Bezug auf die Coulomb-Wechselwirkung tat. Diese Aufgabe Ampere entschieden analytische Technik, basierend auf Newtons Prinzipien der Wechselwirkung der Massen und die Massen dieser beiden Stromelemente likening, beliebig im Raum positioniert. Dieser Verstärker hat vorgeschlagen, dass die Wechselwirkung zwischen Stromelemente in einer geraden Linie erfolgt die Mitte dieser Elemente verbindet, und dass sie proportional zur Länge der Elemente des Stroms und durch die Ströme. Ampere erste Abhandlung über die Wechselwirkung von elektrischen Strömen wurde 1820 veröffentlicht

Elektrodynamische Ampere Theorie ist in dem Buch "Theorie der elektrodynamische Phänomene, ausschließlich bestehend aus Erfahrung" dargelegt, in 1826-1827 gg in Paris veröffentlicht. Ampere bekannten mathematischen Ausdruck des Gesetzes der Wechselwirkung zwischen zwei Stromelemente abgeleitet wurde.

Basierend auf den Werken seiner Vorgänger, sowie auf die wichtigen Ergebnisse ihrer Forschung, kommen Ampere auf eine grundlegend neue Aussage über die Ursache der Phänomene des Magnetismus.

Verweigern die Existenz von speziellen magnetischen Flüssigkeiten, argumentiert Amper, dass das Magnetfeld einen elektrischen Ursprung hat. Alle magnetischen Erscheinungen wurden auf ihre reduzierte "rein elektrische Wirkung." Basierend auf der Identität der Ströme und Drehwirkung Magneten amp geschlossen, daß der Magnetismus eines Partikelströme aufgrund des Vorhandenseins in dem Teilchen, und die Eigenschaften des Magneten als Ganzes durch elektrische Ströme, angeordnet in Ebenen senkrecht zu ihrer Achse zirkulieren.

Ampere betonte, dass "... diese Ströme um die Achse des Magneten wirklich existieren, oder vielmehr, dass die Magnetisierung ist eine Operation, durch die die Partikel berichtet, wurde für diese Ströme spannend Funktion ist die gleiche elektro Aktion, die in der Voltaschen Säule ... Magnetische Phänomene zur Verfügung steht allein durch Strom verursacht ... gibt es keinen Unterschied zwischen den beiden Polen eines Magneten, ihre Position relativ zu den Strömen, von denen das der Magnet ist. "

Ampere entwickelt eine Hypothese der molekularen Kreisströme ein neues progressive Schritt zur Materia Interpretation der Natur der magnetischen Erscheinungen war.

Ampere 1820 wurde die Möglichkeit der Schaffung eines elektromagnetischen Telegraphen vorgeschlagen, basierend auf der Wechselwirkung des Leiters mit Strom und Magnetnadel. Jedoch schlug Ampere zu nehmen ", wie Leiter und Magnetnadeln, da es Briefe sind ... durch jeden Buchstaben in einem separaten Richtung setzen." Natürlich ist eine derartige Konstruktion würde Telegraphen umständlich und teuer, die anscheinend die praktische Umsetzung der Ampere'schen Vorschläge verhindert. Es dauerte einige Zeit, um eine realistischere Art und Weise der Erstellung des Telegraphen zu finden.

Der Wert der Arbeit von Ampere für die Wissenschaft war recht hoch. Seine Forschung Ampere erwies sich die Einheit der Elektrizität und des Magnetismus und der überzeugend widerlegt herrschte vor ihm Vorstellungen über magnetische Flüssigkeit. Installiert sie Gesetze der mechanischen Wechselwirkungen von elektrischen Strömen gehören zu den wichtigsten Entdeckungen auf dem Gebiet der Elektrizität.

Herausragenden Beitrag zur Ampere erhielt die höchste Bewertung (1881). Erster Internationaler Kongress von einem aktuellen Namen "Amper" zugeordnet Elektriker. Seine verdientermaßen als "Newton von Elektrizität." Er war ein Mitglied der Pariser Akademie der Wissenschaften (seit 1814) und vielen anderen Akademien der Welt, einschließlich der St. Petersburg (seit 1830).

Veselovsky O. Shneiberg A. I "Essays über die Geschichte der Elektrotechnik"