Движение электронов в каком-либо определенном направлении представляет собой электрический ток. Направлением электрического тока принято считать направление, обратное движению электронов. Другими словами, направлением электрического тока считается направление движения «положительного электричества», хотя в действительности электрический ток во всяком твердом проводнике это движение отрицательного электричества в обратном направлении.
Электроны в проводнике, хотя и передвигаются свободно, но все же при движении встречают некоторое сопротивление, оказываемое этому движению частицами проводника, так же как и всякая среда оказывает сопротивление движению тела в этой среде. Например, воздух оказывает сопротивление движению бегущего человека, вода оказывает сопротивление движению плывущей лодки и т. д.
То сопротивление, которое какой-либо проводник оказывает движению электронов в нем, называется электрическим сопротивлением этого проводника. Величина электрического сопротивления проводника зависит от его материала и размеров. Об этих зависимостях подробно будет итти речь в следующих занятиях.
О существовании злектрического тока мы судим по его действию. По этим же действиям можно судить и о величине электрического тока. Электрический ток производит действия как на самый проводник, по которому он протекает, так и на пространство, окружающее этот проводник.
Основное действие, которое производит электрический ток на проводник, это нагревание проводника. То сопротивление, которое оказывает проводник движению электронов, вызывается как бы «трением» электронов о частицы проводника. Как всегда при трении, при движении электронов по проводнику, часть работы электрического тока затрачивается на преодоление этого трения и превращается в тепло, которое вызывает нагревание проводника. Это количество тепла будет тем больше, чем больше работы затрачивается на трение. Следовательно, нагреваться проводник будет тем сильнее, чем больше сопротивление проводника и чем больше ток, протекающий по этому проводнику.
Некоторые тела обладают свойством притягивать к себе куски железа. Эти тела называются магнитами. Притяжение магнитов объясняется тем, что каждый магнит создает вокруг себя магнитное поле, действующее на кусок железа так же, как поле земного притяжения действует на все тяжелые тела.
Магнитное поле мы представляем себе состоящим из магнитных силовых линий. Направление этих линий указывает направление магнитного поля, а густота этих линий определяет силу поля. Чем гуще расположены магнитные силовые линии, тем сильнее магнитное поле в этом месте.
Форма магнитного поля, созданного магнитным телом, зависит от формы самого тела. Но при любой форме магнитного тела всегда можно различить два полюса магнита (рис. 1) — северный (N), из которого магнитные силовые линии выходят, и южный (S), в который магнитные силовые линии входят.
Два магнита действуют друг на друга так, что их одинаковые полюса отталкиваются, а их разные полюса притягиваются. Например магниты, расположенные так, как указано на рис. 2 А, притягиваются, а так, как указано на рис. 2 Б, отталкиваются.
Магнитные свойства появляются в телах под действием различных причин. Некоторые тела (например мягкое железо) сохраняют свои магнитные свойства только до тех пор, пока существует причина, вызывающая появление этих свойств. Другие тела (например сталь) сохраняют свои магнитные свойства и после того, как причина, вызвавшая в них магнитные свойства, перестала действовать. Такие тела, обладающие всегда магнитными свойствами, называются постоянными магнитами.
Одна из причин, которая вызывает появление магнитных свойств в железе или стали, — это действие другого постоянного магнита. Под действием этого постоянного магнита тело намагничивается. Если мы намагнитим таким образом кусок железа и потом примем постоянный магнит, то и железо потеряет свои магнитные свойства. Если же вместо куска железа мы возьмем кусок стали, то после того, как магнит будет убран, кусок стали сохранит свои магнитные свойства — мы получим новый постоянный магнит. При этом полюса этого постоянного магнита получаются против полюсов прежнего магнита и так, что против северного полюса старого магнита получится южный полюс нового и наоборот (рис. 3).
Земля обладает свойствами постоянного магнита, причем ее магнитные полюса расположены возле географических полюсов. Поэтому, если мы возьмем легкий постоянный магнит, который может вращаться — так называемую магнитную стрелку (рис. 4), то она установится по направлению силовых линий магнитного поля земли (рис. 5), причем северный полюс магнитной стрелки будет направлен к северному полюсу земли (N), а южный полюс стрелки к южному полюсу земли (отсюда и взято название «северный» и «южный» магнитные полюса).
