Mijenja li se magnetski tok kroz zavojnicu? Laboratorijski rad iz fizike: "Proučavanje fenomena elektromagnetske indukcije." Upute za laboratorijski rad
Kontrolna pitanja
1. Što je električni kapacitet?
2. Dajte definiciju pojmova: izmjenična struja, amplituda, frekvencija, ciklička frekvencija, period, faza titranja
Laboratorij 11
Proučavanje fenomena elektromagnetska indukcija
Cilj: proučavati fenomen elektromagnetske indukcije .
Oprema: miliampermetar; kolut-modla; lučni magnet; izvor energije; zavojnica sa željeznom jezgrom od sklopivog elektromagneta; reostat; ključ; spojne žice; model generatora električna struja(jedan).
Napredak
1. Spojite zavojnicu na stezaljke miliampermetra.
2. Promatrajući očitanja miliampermetra, dovedite jedan od polova magneta na zavojnicu, zatim zaustavite magnet na nekoliko sekundi, a zatim ga ponovno približite zavojnici, gurajući ga u nju (sl.). Zabilježite je li indukcijska struja nastala u zavojnici kada se magnet pomaknuo u odnosu na zavojnicu; tijekom njegovog zaustavljanja.
3. Zabilježite je li se magnetski tok F, koji prodire u zavojnicu, promijenio tijekom kretanja magneta; tijekom njegovog zaustavljanja.
4. Na temelju svojih odgovora na prethodno pitanje donesite i zapišite zaključak o uvjetima u kojima je nastala indukcijska struja u zavojnici.
5. Zašto se magnetski tok koji je prodirao u ovu zavojnicu promijenio kada se magnet približio zavojnici? (Da biste odgovorili na ovo pitanje, zapamtite, prvo, o kojim veličinama ovisi magnetski tok F i, drugo, je li modul vektora indukcije V magnetsko polje permanentni magnet blizu i daleko od ovog magneta.)
6. Smjer struje u zavojnici može se suditi prema smjeru u kojem igla miliampermetra odstupa od nulte podjele.
Provjerite hoće li smjer indukcijske struje u zavojnici biti isti ili različit kada se isti pol magneta približi i udalji od njega.
7. Približite se polu magneta zavojnici takvom brzinom da se igla miliampermetra odbije za najviše polovicu granične vrijednosti svoje ljestvice.
Ponovite isti pokus, ali s većom brzinom magneta nego u prvom slučaju.
Pri većoj ili manjoj brzini kretanja magneta u odnosu na zavojnicu, je li se magnetski tok F, koji prodire u tu zavojnicu, brže mijenjao?
Uz brzu ili sporu promjenu magnetskog toka kroz zavojnicu, u njemu se pojavila struja veće veličine?
Na temelju vašeg odgovora na zadnje pitanje napravite i zapišite zaključak kako modul indukcijske struje koja nastaje u zavojnici ovisi o brzini promjene magnetskog toka F, koji prodire u tu zavojnicu.
8. Sastavite postavku za eksperiment crtanja.
9. Provjerite postoji li indukcijska struja u zavojnici 1 u sljedećim slučajevima:
a. pri zatvaranju i otvaranju kruga u kojem je uključen svitak 2;
b. kada kroz zavojnicu 2 teče istosmjerna struja;
c. s povećanjem i smanjenjem jakosti struje koja teče kroz zavojnicu 2, pomicanjem u odgovarajućem smjeru klizača reostata.
10. U kojem se od slučajeva navedenih u točki 9 mijenja magnetski tok koji prožima zavojnicu? Zašto se mijenja?
11. Promatrajte pojavu električne struje u modelu generatora (sl.). Objasni zašto se u okviru koji se rotira u magnetskom polju javlja indukcijska struja.
Kontrolna pitanja
1. Formulirajte zakon elektromagnetske indukcije.
2. Tko je i kada formulirao zakon elektromagnetske indukcije?
Laboratorij 12
Mjerenje induktivnosti svitka
Cilj: Proučavanje osnovnih zakona električnih krugova naizmjenična struja te poznavanje najjednostavnijih metoda mjerenja induktiviteta i kapacitivnosti.
Kratka teorija
Pod djelovanjem izmjenične elektromotorne sile (EMF) u električnom krugu u njemu nastaje izmjenična struja.
Varijabla je struja koja mijenja smjer i veličinu. U ovom radu razmatra se samo takva izmjenična struja čija se vrijednost periodično mijenja prema sinusoidnom zakonu.
Razmatranje sinusoidne struje je zbog činjenice da sve velike elektrane generiraju izmjenične struje koje su vrlo bliske sinusoidnim strujama.
Izmjenična struja u metalima je kretanje slobodnih elektrona u jednom ili suprotnom smjeru. Kod sinusoidne struje, priroda ovog kretanja podudara se s harmonijskim oscilacijama. Dakle, sinusna izmjenična struja ima period T vrijeme jednog punog zamaha i frekvencija v broj potpunih oscilacija u jedinici vremena. Između ovih količina postoji odnos
AC krug, za razliku od istosmjernog kruga, omogućuje uključivanje kondenzatora.
https://pandia.ru/text/80/343/images/image073.gif "alt =" (! LANG: http: //web-local.rudn.ru/web-local/uem/ido/8/Image443 .gif" width="89" height="24">,!}
|
pozvao impedancija ili impedancija lanci. Stoga se izraz (8) naziva Ohmov zakon za izmjeničnu struju.
U ovom radu, aktivni otpor R zavojnica se određuje primjenom Ohmovog zakona za dio istosmjernog kruga.
Razmotrimo dva posebna slučaja.
1. U krugu nema kondenzatora... To znači da se kondenzator isključuje i umjesto njega krug zatvara vodič čiji je pad potencijala praktički nula, odnosno vrijednost U u jednadžbi (2) jednaka je nuli..gif "alt =" (! LANG: http: //web-local.rudn.ru/web-local/uem/ido/8/Image474.gif" width="54" height="18">.!}
|
|
2. U lancu nema zavojnice: stoga .
Jer, iz formula (6), (7) i (14), redom, imamo
U ovoj lekciji ćemo provesti laboratorijski rad br. 4 "Proučavanje fenomena elektromagnetske indukcije." Svrha ove lekcije bit će proučavanje fenomena elektromagnetske indukcije. Preko potrebnu opremu provodit ćemo laboratorijski rad, na kraju kojeg ćemo naučiti kako pravilno proučiti i definirati ovaj fenomen.
Cilj je studirati fenomeni elektromagnetske indukcije.
Oprema:
1. Miliampermetar.
2. Magnet.
3. Zavojnica-zavojnica.
4. Izvor napajanja.
5. Reostat.
6. Ključ.
7. Zavojnica od elektromagneta.
8. Spojne žice.
Riža. 1. Eksperimentalna oprema
Započnimo laboratorij izgradnjom instalacije. Za sastavljanje strujnog kruga koji ćemo koristiti u laboratorijskom radu pričvrstimo zavojnicu-zavojnicu na miliampermetar i koristimo magnet koji će se pomicati bliže ili dalje od zavojnice. Istodobno, moramo se sjetiti što će se dogoditi kada se pojavi indukcijska struja.
Riža. 2. Eksperiment 1
Razmislite kako objasniti pojavu koju promatramo. Kako magnetski tok utječe na ono što vidimo, posebno na podrijetlo električne struje. Da biste to učinili, pogledajte prateću ilustraciju.
Riža. 3. Linije magnetskog polja trajnog trakastog magneta
Imajte na umu da linije toka izlaze sa sjevernog pola, idu u južni pol. Štoviše, broj ovih linija, njihova gustoća je različita u različitim dijelovima magneta. Imajte na umu da se smjer magnetske indukcije također mijenja od točke do točke. Stoga možemo reći da promjena magnetskog toka dovodi do činjenice da u zatvorenom vodiču nastaje električna struja, ali samo kada se magnet kreće, stoga se magnetski tok mijenja, prodirući u područje ograničeno zavojima ove zavojnice .
Sljedeća faza našeg proučavanja elektromagnetske indukcije povezana je s definicijom smjerovi indukcijskih struja... Smjer indukcijske struje možemo suditi prema smjeru u kojem je igla miliampermetra skrenuta. Upotrijebimo magnet u obliku luka i vidimo da kada se magnet približi, strelica će skrenuti na jednu stranu. Ako se magnet sada pomakne u drugom smjeru, strelica će odstupiti u drugom smjeru. Kao rezultat provedenog pokusa možemo reći da smjer indukcijske struje također ovisi o smjeru gibanja magneta. Također imajte na umu da smjer indukcijske struje također ovisi o polu magneta.
Napominjemo da veličina indukcijske struje ovisi o brzini kretanja magneta, a ujedno i o brzini promjene magnetskog toka.
Drugi dio našeg laboratorijski rad bit će povezana s drugim eksperimentom. Pogledajmo dijagram ovog eksperimenta i raspravimo što ćemo sada učiniti.
Riža. 4. Eksperiment 2
U drugom krugu se u principu ništa nije promijenilo u pogledu mjerenja indukcijske struje. Isti miliampermetar pričvršćen na zavojnicu. Sve ostaje kako je bilo u prvom slučaju. Ali sada ćemo primiti promjenu magnetskog toka ne zbog kretanja trajnog magneta, već zbog promjene jakosti struje u drugoj zavojnici.
U prvom dijelu ćemo istražiti prisutnost indukcijska struja pri zatvaranju i otvaranju strujnog kruga. Dakle, prvi dio eksperimenta: zatvaramo ključ. Obratite pažnju, struja se nakuplja u krugu, strelica je skrenula u jednom smjeru, ali obratite pozornost, sada je ključ zatvoren, a miliampermetar ne pokazuje električnu struju. Činjenica je da nema promjene magnetskog toka, o tome smo već govorili. Ako je ključ sada otvoren, miliampermetar će pokazati da se promijenio smjer struje.
U drugom eksperimentu pratit ćemo kako indukcijska struja kada se promijeni električna struja u drugom krugu.
Sljedeći dio eksperimenta bit će praćenje kako će se indukcijska struja promijeniti ako promijenite vrijednost struje u krugu zbog reostata. Znate da ako promijenimo električni otpor u krugu, onda ćemo, slijedeći Ohmov zakon, promijeniti i električnu struju. Kada se električna struja promijeni, promijenit će se i magnetsko polje. U trenutku pomicanja kliznog kontakta reostata dolazi do promjene magnetskog polja što dovodi do pojave indukcijske struje.
U zaključku laboratorijskog rada moramo pogledati kako nastaje indukcijska električna struja u generatoru električne struje.
Riža. 5. Generator električne struje
Njegov glavni dio je magnet, a unutar ovih magneta nalazi se zavojnica sa određeni iznos namotani zavoji. Ako sada zakrenete kotač ovog generatora, indukcijska električna struja će se inducirati u namotu zavojnice. Iz eksperimenta se može vidjeti da povećanje broja okretaja dovodi do činjenice da lampa počinje gorjeti jače.
Popis dodatne literature:
Aksenovich L.A. Fizika u Srednja škola: Teorija. Zadaci. Testovi: Udžbenik. doplatak za ustanove koje osiguravaju primanje obs. okruženja, obrazovanje / L.A. Aksenovich, N.N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Minsk: Adukatsya i vyhavanne, 2004. - P. 347-348. Myakishev G.Ya. Fizika: Elektrodinamika. 10-11 razredi. Udžbenik za dubinski studij fizike / G.Ya. Mjakišev, A. 3. Sinyakov, V.A. Slobodskov. - M .: Drfa, 2005 .-- 476s. Purysheva N.S. Fizika. 9. razred. Udžbenik. / Purysheva N.S., Vazheevskaya N.E., Charugin V.M. 2. izd., Stereotip. - M .: Drfa, 2007.
Svrha rada: Proučiti fenomen elektromagnetske indukcije.
Oprema: Miliampermetar, zavojnica-zavojnica, magnet u obliku luka, izvor napajanja, zavojnica sa željeznom jezgrom od sklopivog elektromagneta, reostat, ključ, spojne žice, model generatora električne struje (po jedan po razredu).
Upute za rad:
1. Spojite zavojnicu na stezaljke miliampermetra.
2. Promatrajući očitanja miliampermetra, dovedite jedan od polova magneta na zavojnicu, zatim zaustavite magnet na nekoliko sekundi, a zatim ga ponovno približite zavojnici gurajući ga u nju (slika 196). Zabilježite je li indukcijska struja nastala u zavojnici kada se magnet pomaknuo u odnosu na zavojnicu; tijekom njegovog zaustavljanja.
Zapišite je li se magnetski tok F, koji prodire u zavojnicu, promijenio tijekom kretanja magneta; tijekom njegovog zaustavljanja.
4. Na temelju svojih odgovora na prethodno pitanje donesite i zapišite zaključak o uvjetima u kojima je nastala indukcijska struja u zavojnici.
5. Zašto se magnetski tok koji je prodirao u ovu zavojnicu promijenio kada se magnet približio zavojnici? (Da biste odgovorili na ovo pitanje, sjetite se, prvo, o kojim veličinama ovisi magnetski tok F i, drugo, isto
je li modul indukcijskog vektora B magnetskog polja stalnog magneta blizu i daleko od ovog magneta.)
6. Smjer struje u zavojnici može se suditi prema smjeru u kojem igla miliampermetra odstupa od nulte podjele.
Provjerite hoće li smjer indukcijske struje u zavojnici biti isti ili različit kada se isti pol magneta približi i udalji od njega.
4. Približite pol magneta svitku takvom brzinom da igla miliampermetra odstupi najviše za polovicu granične vrijednosti svoje ljestvice.
Ponovite isti pokus, ali s većom brzinom magneta nego u prvom slučaju.
Pri većoj ili manjoj brzini kretanja magneta u odnosu na zavojnicu, je li se magnetski tok F, koji prodire u tu zavojnicu, brže mijenjao?
Uz brzu ili sporu promjenu magnetskog toka kroz zavojnicu, je li struja u njemu bila veća?
Na temelju svog odgovora na zadnje pitanje napravite i zapišite zaključak kako modul jakosti indukcijske struje koja nastaje u zavojnici ovisi o brzini promjene magnetskog toka F, koji prodire u tu zavojnicu.
5. Sastavite postavku za eksperiment na slici 197.
6. Provjerite postoji li indukcijska struja u zavojnici 1 u sljedećim slučajevima:
a) pri zatvaranju i otvaranju strujnog kruga u koji je uključen svitak 2;
b) kada kroz svitak 2 teče istosmjerna struja;
c) s povećanjem i smanjenjem jakosti struje koja teče kroz zavojnicu 2, pomicanjem u odgovarajućem smjeru reostat motora.
10. U kojem se od slučajeva navedenih u stavku 9. mijenja magnetski tok prodornog svitka 1? Zašto se mijenja?
11. Promatrajte pojavu električne struje u modelu generatora (sl. 198). Objasni zašto se u okviru koji se rotira u magnetskom polju javlja indukcijska struja.
Riža. 196 
Nastavnik fizike Državne proračunske obrazovne ustanove Srednje škole br. 58 Sevastopolja Safronenko N.I.
Tema lekcije: Faradayevi eksperimenti. Elektromagnetska indukcija.
Laboratorijski rad "Istraživanje fenomena elektromagnetske indukcije"
Ciljevi lekcije : Znati / razumjeti: definicija fenomena elektromagnetske indukcije. Znati opisati i objasniti elektromagnetsku indukciju,moći promatrati prirodni fenomen, koristiti jednostavne mjerne instrumente za proučavanje fizikalnih pojava.
- razvijanje: razvijati logičko mišljenje, kognitivni interes, zapažanje.
- obrazovni: Formirati uvjerenje u mogućnost poznavanja prirode,potrebarazumno korištenje znanstvenih dostignuća za daljnji razvoj ljudsko društvo, poštovanje prema kreatorima znanosti i tehnologije.
Oprema: Elektromagnetska indukcija: zavojnica galvanometra, magnet, zavojnica jezgre, izvor struje, reostat, zavojnica jezgre kroz koju teče izmjenična struja, puni i prorezni prsten, zavojnica sa žaruljom. Film o M. Faradayu.
Vrsta lekcije: kombinirana lekcija
Metoda lekcije: djelomična pretraga, objašnjavajuća i ilustrativna
§21 (str. 90-93), usmeno odgovori na pitanja str. 90, test 11 str. 108
Laboratorijski rad
Proučavanje fenomena elektromagnetske indukcije
Cilj: shvatiti
1) pod kojim uvjetima nastaje indukcijska struja u zatvorenoj petlji (zavojnici);
2) što određuje smjer indukcijske struje;
3) što određuje jačinu indukcijske struje.
Oprema : miliampermetar, zavojnica, magnet
Tijekom nastave.
Spojite krajeve zavojnice na terminale miliampermetra.
1. Saznaj to električna struja (indukcija) u zavojnici nastaje kada se magnetsko polje unutar zavojnice promijeni. Promjene u magnetskom polju unutar zavojnice mogu biti uzrokovane klizanjem magneta u zavojnicu ili iz nje.
A) Umetnite magnet s južnim polom u zavojnicu i zatim uklonite.
B) Umetnite magnet sjevernog pola u zavojnicu i zatim uklonite.
Kada se magnet kreće, postoji struja (indukcija) u zavojnici? (Postoji li indukcijska struja unutar zavojnice kada se magnetsko polje promijeni?)
2. Saznaj to smjer indukcijske struje ovisi o smjeru kretanja magneta u odnosu na zavojnicu (magnet se uvodi ili uklanja) i na kojem se polu magnet umetne ili ukloni.
A) Umetnite magnet s južnim polom u zavojnicu i zatim uklonite. Promatrajte što se događa s iglom miliampermetra u oba slučaja.
B) Umetnite magnet sjevernog pola u zavojnicu i zatim uklonite. Promatrajte što se događa s iglom miliampermetra u oba slučaja. Nacrtajte smjerove otklona strelice miliampermetra:
Polni magnet
U kolut
Iz zavojnice
Južni pol
Sjeverni pol
3. Saznaj to jačina indukcijske struje ovisi o brzini kretanja magneta (brzini promjene magnetskog polja u zavojnici).
Polako umetnite magnet u zavojnicu. Promatrajte očitanje miliampermetra.
Brzo umetnite magnet u zavojnicu. Promatrajte očitanje miliampermetra.
Zaključak.
Tijekom nastave
Put do znanja? Lako je razumjeti. Možete jednostavno odgovoriti: “Griješiš i opet si u krivu, ali svaki put sve manje. Nadam se da će današnja lekcija biti jedna manje na ovom putu znanja. Naša lekcija je posvećena fenomenu elektromagnetske indukcije, koji je otkrio engleski fizičar Michael Faraday 29. kolovoza 1831. godine. Rijedak je slučaj kada se tako precizno zna datum novog izvanrednog otkrića!
Fenomen elektromagnetske indukcije je pojava pojave električne struje u zatvorenom vodiču (zavojnici) pri promjeni vanjskog magnetskog polja unutar zavojnice. Struja se naziva induktivna. Indukcija - ukazivanje, primanje.
Svrha lekcije: proučavati fenomen elektromagnetske indukcije, t.j. pod kojim uvjetima dolazi do indukcijske struje u zatvorenoj petlji (zavojnici), saznati o čemu ovisi smjer i veličina indukcijske struje.
Istovremeno s proučavanjem gradiva izvodit ćete i laboratorijske radove.
Početkom 19. stoljeća (1820.), nakon pokusa danskog znanstvenika Oersteda, postalo je jasno da električna struja stvara oko sebe magnetsko polje. Prisjetimo se još jednom ovog iskustva. (Student prepričava Oerstedovo iskustvo ). Nakon toga se postavilo pitanje je li moguće dobiti struju pomoću magnetskog polja, t.j. učini suprotno. U prvoj polovici 19. stoljeća znanstvenici su se okrenuli upravo takvim eksperimentima: počeli su tražiti mogućnost stvaranja električne struje zbog magnetskog polja. M. Faraday je u svom dnevniku zapisao: "Pretvorite magnetizam u elektricitet." I išao je ka svom cilju skoro deset godina. Sjajno se nosio sa zadatkom. Kao podsjetnik na ono o čemu bi cijelo vrijeme trebao razmišljati, u džepu je nosio magnet. Ovom lekcijom odajemo počast velikom znanstveniku.
Sjetimo se Michaela Faradaya. Tko je on? (Učenik govori o M. Faradayu ).
Sin kovača, trgovac novinama, knjigovež, samouk, samostalno proučavajući fiziku i kemiju iz knjiga, laboratorijski asistent izvrsnog kemičara Devija i na kraju znanstvenik, odradio je sjajan posao, pokazao domišljatost, ustrajnost, ustrajnost dok nije dobio električna struja uz pomoć magnetskog polja.
Napravimo putovanje u ta daleka vremena i reproducirajmo Faradayeve pokuse. Faraday se smatra najvećim eksperimentatorom u povijesti fizike.
N S
1) 2)
SN
Magnet je umetnut u zavojnicu. Kada se magnet pomaknuo u zavojnici, zabilježena je struja (indukcija). Prva shema bila je prilično jednostavna. Prvo je M. Faraday u svojim eksperimentima koristio zavojnicu s velikim brojem zavoja. Zavojnica je bila pričvršćena na miliampermetarski instrument. Mora se reći da u tim dalekim vremenima nije bilo dovoljno dobrih instrumenata za mjerenje električne struje. Stoga su se poslužili neobičnim tehničkim rješenjem: uzeli su magnetsku iglu, pored nje postavili vodič kroz koji je protjecala struja i procijenili struju koja teče prema devijaciji magnetske igle. Struju ćemo suditi prema očitanjima miliampermetra.
Studenti reproduciraju iskustvo, izvode točku 1. u laboratorijskom radu. Primijetili smo da igla miliampermetra odstupa od svoje nulte vrijednosti, t.j. pokazuje da se struja pojavila u krugu kada se magnet pomiče. Čim se magnet zaustavi, strelica se vraća u nulti položaj, tj. u krugu nema električne struje. Struja se pojavljuje kada se magnetsko polje unutar zavojnice promijeni.
Došli smo do onoga o čemu smo govorili na početku lekcije: primili su električnu struju uz pomoć promjenjivog magnetskog polja. To je prva zasluga M. Faradaya.
Druga zasluga M. Faradayja je što je odredio o čemu ovisi smjer indukcijske struje. I njega ćemo instalirati.Studenti izvode točku 2 u laboratorijskim radovima. Prijeđimo na točku 3. laboratorijskog rada. Otkrijmo da jačina indukcijske struje ovisi o brzini kretanja magneta (brzini promjene magnetskog polja u zavojnici).
Kakve je zaključke donio M. Faraday?
Električna struja se pojavljuje u zatvorenom krugu kada se magnetsko polje promijeni (ako magnetsko polje postoji, ali se ne mijenja, onda nema struje).
Smjer indukcijske struje ovisi o smjeru kretanja magneta i njegovih polova.
Jačina indukcijske struje proporcionalna je brzini promjene magnetskog polja.
Drugi eksperiment M. Faradaya:
Uzeo sam dvije zavojnice na zajedničkoj jezgri. Jedan sam spojio na miliampermetar, a drugi s ključem na izvor struje. Čim se sklop zatvorio, miliampermetar je pokazao indukcijsku struju. Otvoren je također pokazao trenutni. Dok je krug zatvoren, t.j. postoji struja u strujnom krugu, miliampermetar nije pokazao struju. Magnetno polje postoji, ali se ne mijenja.
Razmotrimo modernu verziju eksperimenata M. Faradaya. U zavojnicu spojenu na galvanometar unosimo i vadimo elektromagnet, jezgru, uključujemo i gasimo struju, uz pomoć reostata mijenjamo jačinu struje. Na jezgru zavojnice stavlja se zavojnica sa žaruljom kroz koju teče izmjenična struja.
Saznao Uvjeti pojava u zatvorenom krugu (zavojnici) indukcijske struje. I što jeuzrok njegova pojava? Prisjetimo se uvjeta za postojanje električne struje. To su: nabijene čestice i električno polje... Činjenica je da promjenjivo magnetsko polje stvara električno polje (vorteks) u prostoru, koje djeluje na slobodne elektrone u zavojnici i pokreće ih u smjeru kretanja stvarajući tako indukcijsku struju.
Mijenja se magnetsko polje, mijenja se broj linija sile magnetskog polja kroz zatvorenu petlju. Ako zakrenete okvir u magnetskom polju, tada će se u njemu pojaviti indukcijska struja.Prikaži model generatora.
Otkriće fenomena elektromagnetske indukcije bilo je od velike važnosti za razvoj tehnologije, za stvaranje generatora uz pomoć kojih se Električna energija koji stoje kod energetskih industrijskih poduzeća (elektrana).Od 12.02 minute prikazuje se film o M. Faradayu "Od struje do električnih generatora".
Transformatori rade na fenomenu elektromagnetske indukcije, uz pomoć koje prenose električnu energiju bez gubitaka.Demonstrira se dalekovod.
Fenomen elektromagnetske indukcije koristi se u radu detektora mana, uz pomoć kojeg se ispituju čelične grede i tračnice (nehomogenosti u snopu iskrivljuju magnetsko polje i indukcijska struja nastaje u svitku detektora mana).
Želio bih podsjetiti na riječi Helmholtza: "Sve dok ljudi uživaju u blagodatima električne energije, pamtit će ime Faraday."
"Neka budu sveti oni koji su u svom stvaralačkom žaru, istražujući cijeli svijet, otkrili zakone u njemu."
Mislim da je na našem putu spoznaja o greškama postala još manja.
Što ste novo naučili? (Da se struja može dobiti pomoću promjenjivog magnetskog polja. Saznali smo o čemu ovisi smjer i veličina indukcijske struje).
Što ste naučili? (Primite indukcijsku struju pomoću promjenjivog magnetskog polja).
pitanja:
Magnet je umetnut u metalni prsten tijekom prve dvije sekunde, tijekom sljedeće dvije sekunde je nepomičan unutar prstena, tijekom sljedeće dvije sekunde se uklanja. Koliko dugo struja teče u zavojnici? (Od 1-2s; 5-6s).
Na magnet se stavlja prsten sa i bez utora. Kolika je indukcijska struja? (U zatvorenom prstenu)
Na jezgri zavojnice nalazi se prsten koji je spojen na izvor izmjenične struje. Uključite struju i prsten odskoči. Zašto?
Dekoracija ploče:
"Pretvori magnetizam u elektricitet"
M. Faraday
Portret M. Faradaya
Crteži pokusa M. Faradaya.
Elektromagnetska indukcija - pojava pojave električne struje u zatvorenom vodiču (zavojnici) pri promjeni vanjskog magnetskog polja unutar zavojnice.
Ova struja se naziva induktivna.
Učenik mora:
biti u mogućnosti: rukovati fizičkim instrumentima i koristiti ih u laboratorijskom radu; istražiti fenomen elektromagnetske indukcije – utvrditi o čemu ovisi veličina i smjer indukcijske struje; koristiti potrebnu referentnu literaturu;
znati: metode za mjerenje snage koju troši električni uređaj; ovisnost snage koju troši žarulja o naponu na njezinim stezaljkama; istražiti ovisnost otpora vodiča o temperaturi.
Sigurnost okupacije
Oprema i alati: miliampermetar, zavojnica-zavojnica, magnet u obliku luka, trakasti magnet, izvor istosmjerne struje, dvije zavojnice s jezgrama, reostat, ključ, duga žica, spojne žice.
Materijali:
Kratki teorijski materijali na temu laboratorijskog rada
Indukcijska struja u zatvorenoj petlji nastaje kada se magnetski tok mijenja kroz područje ograničeno petljom. Promjena magnetskog toka kroz krug može se izvesti na dva različita načina:
1) promjena vremena magnetskog polja u kojem se nalazi stacionarni krug kada se magnet umetne u zavojnicu ili kada se izvuče;
2) kretanje ovog kruga (ili njegovih dijelova) u stalnom magnetskom polju (na primjer, kada se zavojnica stavlja na magnet).
Upute za laboratorijski rad
Spojite zavojnicu-zavojnicu na stezaljke miliampermetra, a zatim je stavite i uklonite sa sjevernog pola magneta u obliku luka različitim brzinama (vidi sliku), i za svaki slučaj zabilježite maksimalnu i minimalnu snagu indukcije struja i smjer otklona strelice uređaja.
Slika 9.1
1. Okrenite magnet i polako gurnite južni pol magneta u zavojnicu, a zatim ga izvucite. Ponovite eksperiment brže. Obratite pažnju na to kamo je ovaj put pokazivala igla miliampermetra.
2. Presavijte dva magneta (trakasta i u obliku luka) s istim polovima i ponovite pokus s različitim brzinama magneta u zavojnici.
3. Spojite na stezaljke miliampermetra umjesto zavojnice dugu žicu, namotanu u nekoliko zavoja. Prilikom stavljanja i uklanjanja zavojnica žice s pola lučnog magneta, obratite pažnju na maksimalnu indukcijsku struju. Usporedite ga s maksimalnom jakošću indukcijske struje dobivenom u pokusima s istim magnetom i zavojnicom i pronađite ovisnost EMF-a indukcije o duljini (broju zavoja) vodiča.
4. Analizirajte svoja zapažanja i donesite zaključke o razlozima o kojima ovisi veličina indukcijske struje i njezin smjer.
5. Sastavite lanac prikazan na slici 1. Zavojnice u koje su umetnute jezgre trebaju biti smještene blizu jedna drugoj i tako da im se osi poklapaju.
6. Izvedite sljedeće eksperimente:
a) postavite klizač reostata u položaj koji odgovara minimalnom otporu reostata. Zatvorite krug s ključem, promatrajući strelicu miliampermetra;
b) ključem otvoriti strujni krug. Što se promijenilo?
c) postaviti klizač reostata u srednji položaj. Ponovite iskustvo;
d) postaviti klizač reostata u položaj koji odgovara vratu maksimalnog otpora reostata. Zatvorite i otvorite strujni krug pomoću ključa.
7. Analizirajte svoja zapažanja i donesite zaključke.
Laboratorijski rad br.10
STRUKTURA I RAD TRANSFORMATORA
Učenik mora:
biti u mogućnosti: odrediti omjer transformacije; koristiti potrebnu referentnu literaturu;
znati: uređaj i princip rada transformatora.
Sigurnost okupacije
Oprema i alati: izvor podesivog izmjeničnog napona, laboratorijski sklopivi transformator, voltmetri izmjenične struje (ili avometar), ključ, spojne žice;
Materijali: podaci smjernice za laboratorijski rad.