5) Какие полюсы получатся на концах электромагнита, изображённого на рисунке? Укажите полярность на рисунке.

Решение:

Для определения полярности электромагнита применим правило буравчика (или правило правой руки).

Предположим, что ток течёт от положительного вывода источника питания к отрицательному. На рисунке показан источник питания, где длинная черта — положительный полюс, а короткая — отрицательный. Ток течёт по проводу, обмотке катушки и возвращается к источнику.

1. Определим направление тока в обмотке. Ток, подходя к катушке, обтекает её. Направление намотки катушки на рисунке таково, что если смотреть со стороны источника питания, витки идут против часовой стрелки (или по часовой стрелке, в зависимости от того, как рассматривать). По правилу буравчика, если пальцы правой руки обхватывают катушку по направлению тока, то отогнутый большой палец указывает направление магнитного поля внутри катушки, то есть направление от южного полюса к северному. Если смотреть на схему, ток входит слева, идёт вверх, затем по верхней части обмотки, вниз и по нижней части обмотки. Намотка идёт вокруг сердечника. Если ток идёт по верхней части обмотки от левого края к правому, а по нижней – от правого к левому, и мы обхватим катушку правой рукой так, чтобы пальцы следовали направлению тока, то большой палец укажет направление магнитного поля. Более точно: если ток течет по проводу, обматывающему сердечник, то для определения полюсов нужно представить, как витки обходят сердечник. На рисунке ток проходит слева, идёт вверх, затем по верхней части обмотки к правому краю, огибает сердечник, идёт вниз по нижней части обмотки к левому краю и к источнику. При намотке, если ток идёт по спирали, направленной по часовой стрелке (если смотреть справа), то правый конец катушки будет южным полюсом, а левый — северным. На схеме, если ток течёт по верхней части обмотки слева направо, а по нижней — справа налево, и намотка идет так, что при взгляде спереди витки идут против часовой стрелки, то левый конец электромагнита будет северным полюсом, а правый — южным.

2. Определим полюсы. Предположим, что ток идёт от плюса к минусу. Ток входит в левую часть схемы. Если ток течет по верхней ветви обмотки слева направо, а по нижней — справа налево, и при этом намотка сделана так, что если смотреть на сердечник спереди, витки идут против часовой стрелки, то по правилу правой руки, если мы обхватим катушку так, чтобы пальцы показывали направление тока (против часовой стрелки), то большой палец укажет на северный полюс. Таким образом, конец A будет северным полюсом (N), а конец B — южным полюсом (S).

Примечание: Точное определение направления намотки критично. Если ток на верхней части обмотки идёт от центра к краю (влево), а на нижней — от края к центру (вправо), и витки намотаны так, что при взгляде спереди они идут по часовой стрелке, то конец A будет южным (S), а B — северным (N). Однако, стандартное изображение предполагает, что ток, текущий слева направо по верхней части обмотки, создаст северный полюс слева, если намотка