Основы электромагнетизма

[electron2501]

Приветствую участников форума! Создаю данную тему для обсуждения основ электромагнетизма, как теоретических, так и экспериментальных. Буду задавать вопросы по мере их возникновения. Вопросы в основном простейшие, так как я новичок в физике, любой более опытный человек сможет ответить, наверняка.

Итак, вопрос номер 1. Из самых фундаментальных. Электромагнетизм это, как известно, не только электро, но и магнетизм. Поэтому мой первый вопрос именно по нему и, кстати, тоже два-в-одном, даже три-в-одном.

а) В основах магнетизма пишут вот что. На примере стрелки компаса. Мол, стрелка компаса намагничена. Противоположенные полюса притягиваются, разноимённые отталкиваются. А раз так, то южномагнитная часть стрелки должна показывать на север. Следовательно, если поднести к компасу магнит то должно быть следующее. Часть стрелки указывает на север, значит она южнозаряжена. Следовательно, если я поднесу к ней магнит с южным зарядом (с буквой S и синего цвета, магнит в форме подковы у меня), то стрелка должна развернуться на 180 градусов. Но этого не происходит. А происходит это когда я подношу красную част магнита с буквой N. Собственно, помогите разобраться

б) Почему после данной процедуры компас не работает какое-то время адекватно (стрелка не указывает точно туда, куда указывает обычно в качестве юга)?

в) Я в своём доме обнаружила место, где компас работает неправильно. То есть, отхожу от него на полметра, даже меньше и всё нормально. Возвращаюсь тут же и компас снова не поворачивается правильно. Почему это происходит?

[EUgeneUS]

а) вообще-то, синий цвет - это должен быть "северный полюс" (N), а "красный цвет" - южный (S). То есть буквы на магните не соответствуют раскраске.
Удивительно, но таких магнитов (где бы раскраска не соответствовала буквам) продаётся сейчас очень много (судя по беглому гуглению).
Судя по Вашему описанию опыта со стрелкой компаса, раскраска верная, а буквы - неверные.

UPD: Впрочем, как пишут, согласия в раскраске магнитов нет. Иногда (и мне так привычно) красят, как я пописал выше.
А иногда, также как стрелку компаса - у неё же "южнозаряженный конец" показывает на север, по крашен он в синий цвет.

"Определитесь на местности" - какой конец стрелки у Вас показывает на север (Стрелка могла перемагнититься в процессе опытов). Далее, этот конец стрелки будет притягиваться к "северному полюсу" магнита и отталкиваться от "южного полюса". Так Вы определите - можно ли верить раскраске и буквам на магните.

electron2501 в сообщении #1583227 писал(а):

б) Почему после данной процедуры компас не работает какое-то время адекватно (стрелка не указывает точно туда, куда указывает обычно в качестве юга)?

Стрелка перемагнитилась в поле магнита, и полюса стрелки перестали соответствовать её остриям.

electron2501 в сообщении #1583227 писал(а):

в) Я в своём доме обнаружила место, где компас работает неправильно. То есть, отхожу от него на полметра, даже меньше и всё нормально. Возвращаюсь тут же и компас снова не поворачивается правильно. Почему это происходит?

В этом месте или большой массив железа, или заметное (больше чем поле Земли) постоянное магнитное поле.

[wrest]

electron2501 в сообщении #1583227 писал(а):

Противоположенные полюса притягиваются, разноимённые отталкиваются.

Слова "противоположные" и "разноименные" - это синонимы (в контексте), т.е. означают одно и то же.

electron2501 в сообщении #1583227 писал(а):

Собственно, помогите разобраться

Что-то с покраской или буквами не так.

Кстати, у вас есть смартфон? Сейчас обычно в смартфонах есть магнетометры, меряют напряженность магнитного поля. Например приложение phyphox (есть и для android и для ios) https://phyphox.org/download/
Есть также и приложения-магнитные компасы. Эти компасы меньше подвержены намагничиванию, т.к. после процедуры "калибровки" когда вы вращаете смартфон туда-сюда, направление по полю Земли восстанавливается.

Я бы ещё советовал, если у вас есть рабочий стол, нарисовать на нём фломастером точное направление на северный магнитный полюс. Когда я учился в школе, у нас в кабинете физики это направление было нарисовано на потолке.
Задача нарисовать не из простых, но смартфон вам поможет и тут. Надо найти программу, которая сможет рассчитать время истинного полдня на конкретный день в конкретно вашем месте. В этот момент, если вы не в тропиках и в северном полушарии, Солнце будет точно на юге и вертикальный предмет будет отбрасывать тень точно по направлению север-юг. Далее вам надо узнать магнитное склонение для вашего места и транспортиром отложить его от направления север-юг.
Так вы будете знать врёт ваш компас или нет.

[EUgeneUS]

Вот ещё из википедии про соглашение о наменовании полюсов магнита:

Цитата:

Традиционно конец магнита, указывающий направление на север, называется северным полюсом магнита, а противоположный конец — южным. Поскольку одинаковые полюса отталкиваются, а не притягиваются, физически Северный магнитный полюс, несмотря на своё название, является южным.

Тогда буквы на магните верные, а раскраска - противоположна раскраске стрелки компаса.

[electron2501]

1) В этом весь и смысл. Всё очень запутанно, даже в такой простейшей вещи как обозначение полюсов. В разных книгах по разному нарисованы направления движения магнитных полюсов Земли, разные наименования/цвета на магнитах. Вся проблема в том, что при экспериментах с намагниченными иголками всё тоже. То есть, иголка острым концом намагничена показывать на север, то есть она "южнополюсная". Она тянется этим концом к синей части подковы. Если закрыть глаза на эти буковки, то вроде бы всё верно - синий это холодно, север. Но я не раз видела уже эту путаницу.

2) Программу эту я скачала. Она зависает когда я подношу к телефону соленоид с болтом внутри. Поэтому я лучше по старинке, как в 19 веке, когда смартфонов не было А то у нас 21 век, а где какой полюс неизвестно производителям магнитов

3) А самое страшное во всём этом то, что даже на обложке моей книги с сочинениями Фарадея магнит-подкова с такой же маркировкой. Красный с N, а синий с S. Кому верить?

[wrest]

electron2501 в сообщении #1583310 писал(а):

Поэтому я лучше по старинке, как в 19 веке,

Ok, хозяин-барин.

[electron2501]

Я бы рада упростить себе жизнь, разумеется. Но, к сожалению, пока больше более надёжным кажется обращение к "по старинке". В конце концов люди всё это открывали изначально без наших современных технологий. Почему бы не сделать тоже самое?

[wrest]

electron2501 в сообщении #1583313 писал(а):

. Но, к сожалению, пока больше более надёжным кажется обращение к "по старинке".

Да, ваши темы (закрытая и эта) именно об этом и говорят. Успехов "по старинке"!

[electron2501]

Хм... Боюсь, что мы с вами друг друга не так поняли. Надеюсь, вы не восприняли на личный счёт то, что, например, вот такой детектор магнитного поля более надёжен, чем программа для цифрового устройства? То есть, программа "зависла" при попытке выяснить какова сила поля соленоида, а данное устройство "зависнуть" не может в принципе. Я это имела в виду. А закрытая тема была закрыта по недоразумению, всё же. В любом случае, я не хотела никого обидеть. Ну, кроме производителей магнитов с неправильной маркировкой, может быть. Халтура это всегда плохо, особенно, такая грубая, согласитесь?

https://postimg.cc/ZBxKd3DX

[Dedekind]

electron2501

electron2501 в сообщении #1583310 писал(а):

А самое страшное во всём этом то, что даже на обложке моей книги с сочинениями Фарадея магнит-подкова с такой же маркировкой. Красный с N, а синий с S. Кому верить?

Не совсем понятно, в чем именно проблема и зачем кому-то верить. Если Вам для какой-то задачи нужно знать конкретный полюс магнита - забейте на маркировки и проверьте по компасу. Это же секундное дело. А если для Вашей задачи направление поля неважно, то какая разница, какие там маркировки стоят?

[electron2501]

Да, я уже поняла, что не нужно верить. Нужно проверить. Всё становится на свои места, если не обращать внимания на буквы эти. Но только зачем их так ставить, если это не правильно? С толки сбивает.

[Dedekind]

electron2501 в сообщении #1583324 писал(а):

Но только зачем их так ставить, если это не правильно?

Видимо, все по тем же причинам. Раз маркировка никому особо не нужна, то и производителям заморачиваться и следить за правильностью особого смысла нет:)

[electron2501]

Вопрос номер 2.

Данный опыт кажется простым, равно как и фундаментальным. Но я решительно не могу понять как его поставить. Автор говорит о каком-то кольце из проволоки (это более-менее ясно) и "длинных тонких проводках в изолирующей оболочке". Во избежание путаницы просто прилагаю фото страницы с описанием опыта. Заранее благодарю всех тех, кто попытается помочь разобраться.

[EUgeneUS]

electron2501
В чем смысл данного опыта?
А в том, что рамка с током "ведет" себя так же, как и постоянный магнит:

1. Поворачивает стрелку компаса.
2. Поворачиваеся в поле другого магнита.
3. А также "примагничивается" к постоянному магниту.

Если к полюсу рамки с током поднести одноименный полюс магнита, то:
а) рамка будет отталкиваться.
б) но так же она будет "стремиться" развернуться другим (противоположным) полюсом к магниту.

Чтобы всё это наблюдать, нужно следующее: подвес рамки должен позволять ей двигаться.
а) если подвес позволяет рамке только качаться, но не позволяет поворачиваться, то можно будет наблюдать притяжение \ отталкиваение рамки от постоянного магнита.
б) и наоборот, если подвес позволяет рамке только поворачиваться, но не позволяет смещаться (как у стрелки в компасе), то увидим вращение (повороты) рамки, но не увидим притяжение \ отталкивание.

При этом через подвес должны проходить провода, которые подводяти ток к рамке.

Отсюда вывод - провода, подводящие ток к рамке, должны быть достаточно гибкими, чтобы не сильно мешать движению рамки.

Саму рамку сдеать просто : берем оправку (например бутылочку подходящего диаметра) диаметром 5-7 см. Наматывает на неё около 10 витков. Снимаем получившуюся катушку, и в трех-четырех местах скрепляем витки узким скотчем или изолентой.

А вот как сделать подвес, который будет повзолять рамке двигаться - отдельная задача. Как решать - зависит от того, что у Вас есть (и чего нет). Тут хотелось бы послушать Ваши мысли, как бы то можно было бы реализовать.

[Toolt]

"Сделайте из толстой проволоки кольцо, а к его незамкнутым концам...".
Незамкнутые концы у кольца... Н-да. Я бы тоже такое не понял.