Вокруг проводника, по которому протекает электрический ток, создается магнитное поле. Существование магнитного поля очень наглядно доказывается опытом с железными опилками. Силовые линии магнитного поля гуще вблизи проводника и реже по мере удаления от него. Они имеют определенное направление, о чем можно судить по магнитной стрелке, устанавливающейся по направлению силовой линии и показывающей северным концом направление поля. При изменении направления тока в проводнике стрелка повернется другим концом. Направление силовых линий определяют по правилу буравчика. Если ввинчивать буравчик по направлению тока, то вращение рукоятки укажет направление линий магнитного поля.

Все же один проводник создает слабое поле, даже если по нему пропускать сильный ток. Свернем этот проводник в спираль (рис. 3-3) и будем пропускать по нему постоянный ток. Мысленно разрежем спираль, как показано на рис. 3-3. В верхних проводах ток будет идти от нас, а в нижних — к нам. Вокруг проводников образуются магнитные поля, направленные по правилу буравчика.

Магнитное поле соленоида

Рис. 3-3. Магнитное поле соленоида

В промежутках между проводниками одного ряда силовые линии направлены навстречу друг другу. Поэтому они будут проходить внутри спирали. Но так как силовые линии должны быть обязательно замкнутыми, то, пройдя вдоль спирали и выйдя из нее с одного конца, они обогнут спираль снаружи и возвратятся в нее с другого конца. Таким образом, спираль создает магнитное поле подобно полю прямого магнита, а на концах спирали образуются как бы два полюса: северный слева и южный справа.

Магнитное поле спирали значительно сильнее магнитного поля одного проводника при одинаковой силе тока. Магнитное поле можно усилить еще более, если вставить внутрь спирали железный сердечник, обладающий значительно большей магнитной проницаемостью, чем воздух. Благодаря сердечникам электромагниты создают магнитные поля огромной силы при небольшом токе, протекающем через надетые на них спирали

Если по проводнику протекает постоянный ток, то сопротивление его не изменится от того, что мы свернем проводник в спираль или вставим в спираль железный сердечник.

Если по той же спирали будет протекать переменный ток, то магнитное поле спирали будет также переменным. При изменении силы и направления поля силовые линии его будут пересекать проводники спирали и в них будут наводиться ЭДС. Они наводятся изменением тока в самой спирали, и потому называются ЭДС самоиндукции. По закону Ленца направление ЭДС самоиндукции таково, что оно противодействует изменению тока. При уменьшении тока ЭДС самоиндукции стремится его поддержать и сопротивляется увеличению тока.