Principy (33.) Jak vypadá elektromagnetické pole kolem vodiče?

Už jsme si zvykli, že se můžeme dohadovat podstaty věci u neviditelné elektřiny jen podle jejich vnějších projevů. Elektromagnetické pole kolem vodiče také nevidíme, ale můžeme si je znázornit jiným způsobem.
čtvrtkou papíru k ní kolmo vedeme rovný měděný silný vodič, připojený ke zdroji proudu. Kolem drátu nasypeme trochu jemných železných pilinek. Když je proud dostatečně silný, seřadí se pilinky do pravidelných kroužků, soustředěně uspořádaných kolem vodiče. Představují nám tvar vzniklého elektromagnetického pole. Z toho vidíme, že kolem vodiče vzniká kruhové magnetické pole.

A nyní vezmeme novou čtvrtku papíru a zhotovíme jakousi cívku tím, že jednotlivé závity provlékneme papírem. Polovina cívky je tedy nad papírem, druhá polovina pod ním. A opět všude kolem závitů a uvnitř cívky nasypeme jemné železné pilinky a zapojíme proud. Po poklepání se pilinky seřadí do pravidelných tvarů, připomínajících pole obyčejného magnetu. Kdybychom pokus skutečně opakovali a místo cívky umístili pod papír silný tyčový magnet, viděli bychom, že tvar takto vzniklého pole se neliší od tvaru elektromagnetického pole.

Oba pokusy vyžadují ke zdárnému výsledku značně silný proud. Seskupené pilinky představují směr působení magnetického pole. Znázorňují jeho siločáry, vycházející ze severního pólu a vracející se do jeho jižního pólu.
Směr a tvar pole můžeme prozkoumat také malou magnetkou. Staví se stále do směru siločar pole. Když ji pomalu přemisťujeme po celém zkoumaném prostoru, určíme směr pole a jeho rozložení velmi snadně.
Póly značíme písmeny S a J nebo mezinárodními značkami N pro severní pól a S pro jižní pól podle anglických názvů "north" a "south".
K určení pólů a směru pole se užívá pravidla pravé ruky.

Výchylku magnetky určíme tak, že pravou ruku položíme pod vodič dlaní obrácenou k magnetce a s prsty směřujícími po proudu. Magnetka se vychýlí severním pólem ve směru vztyčeného palce.
Kruhové pole kolem vodiče má směr prstů pravé ruky, jejíž palec je vztyčen do směru proudu.
Severní pól cívky je dán vztyčeným palcem pravé ruky, obejmeme-li cívku tak, aby prsty byly ve směru protékajícího proudu.
Uvedená pravidla pravé ruky platí pro směr proudu z kladného pólu zdroje k zápornému, tedy pro pohyb kladných částeček elektřiny. Tento směr se kdysi zvolil zcela libovolně, bez nějakého fyzikálního podkladu. Uvažujeme-li však že tu jde o pohyb elektronů ze záporného pólu ke kladnému, musíme užít stejných pravidel pro levou ruku.