Cтраница 3
Направление действия магнитного поля на движущийся заряд определяется по правилу левой руки. Нужно расположить ладонь так, чтобы силовые линии входили в нее, а вытянутые пальцы указывали направление тока; тогда отогнутый под углом 90 большой палец укажет направление смещения движущегося заряда. Силовые линии идут от северного к южному полюсу магнита. А направлением тока в правиле левой руки считается техническое направление - от плюса к минусу. [31]
Полюс, из которого выходят линии В, называется северным полюсом; он будет находиться вблизи южного полюса магнита, создающего внешнее поле. Поэтому парамагнетик втягивается в магнитное поле так же, как диэлектрик - в электрическое. Палочка из парамагнитного вещества, подвешенная на ниточке между полюсами сильного магнита, будет устанавливаться по полю. [32]
Если бы это было не так или если бы сердечник совсем не был намагничен, то мембрана телефона стала бы колебаться значительно слабее и с частотой, вдвое большей частоты переменного тока. В самом деле, если сердечник не намагничен, то мембрана будет притягиваться к сердечнику как при положительных, так и при отрицательных полупериодах тока. Это произойдет потому, что железо одинаково притягивается как к северному, так и к южному полюсу магнита. [33]
Щетка, расположенная с левой стороны, соединяется с отрицательным зажимом батареи, и ток проходит так, что одна сторона якоря становится северным полюсом, а другая - южным. Щетка справа соединяется с положительным зажимом батареи. Таким образом, северный полюс якоря расположен рядом с северным полюсом магнита, а южный полюс якоря - рядом с южным полюсом магнита. [34]
Очень важно, чтобы магнитное поле переменного тока, идущего через телефонную катушку, оставалось все время меньше, чем магнитное поле самого сердечника при отсутствии тока. Если бы это было не так или если бы сердечник совсем не был намагничен, то мембрана телефона стала бы колебаться значительно слабее и с частотой, вдвое большей частоты переменного тока. В самом деле, если сердечник не намагничен, то мембрана будет притягиваться к сердечнику как при положительных, так и при отрицательных полупериодах тока. Это произойдет потому, что железо одинаково притягивается как к северному, так и к южному полюсу магнита. Следовательно, если сердечник электромагнита телефона предварительно не намагничен или если изменения в магнитном поле сердечника, вызванные прохождением тока через катушку, будут больше магнитного поля самого сердечника, то за один период колебаний тока в катушке мембрана совершит два колебания, произойдет удвоение частоты. Таким образом, постоянный магнит увеличивает чувствительность телефона и устраняет искажения частоты звука. [35]
Постоянные магниты были известны и использовались в течение столетий. Если намагниченный тонкий стальной стержень подвесить так, чтобы он мог свободно вращаться вокруг вертикальной оси, то стержень остановится в совершенно определенном положении. Если в непосредственной близости нет других магнитных материалов, то стержень остановится примерно в положении север - юг. Конец стержня, который указывает на север, назван северным полюсом магнита, другой конец стержня - южным полюсом магнита. Если северный полюс одного магнита поднести к северному полюсу другого магнита, то между ними обнаруживается сила отталкивания; аналогичное явление происходит и с южными полюсами обоих магнитов. Однако если поднести друг к другу противоположные полюсы, то между ними будет существовать сила притяжения. [36]
Таким образом, при помощи электромагнита можно превратить электрические колебания в механические. Однако, телефон должен превращать электрические колебания в механические ( звуковые), так чтобы частота и форма этих колебаний соответствовали частоте и форме электрических колебаний. Только при этом условии звук, воспроизведенный телефоном, будет соответствовать тем электрическим токам, которые питают катушку телефона. Описанный же нами выше электромагнит этих условий, как мы сейчас увидим, не выполнит. За то время, в течение которого через обмотку телефона проходит один период переменного электрического тока, пластинка совершит два полных колебания. В самом деле, при возрастании тока в положительную сторону ( первый полупериод) пластинка притянется к сердечнику электромагнита, затем при убывании тока до нуля пластинка вернется в первоначальное положение, так как при отсутствии тока в обмотке электромагнита сердечник своих магнитных свойств лишится; дальше, при возрастании тока в обратном направлении ( во второй полупериод) пластинка повторит точно то же движение, которое она совершила в течение первого полупериода. Происходит это потому, что стальная пластинка притягивается к сердечнику всякий раз, когда он намагничивается, независимо от того, каково будет направление магнитного поля, так как сталь притягивается одинаково и к северному и к южному полюсу магнита. [37]