Kui muutused magnetväli ei juhtu, ei tule elektrivool. Isegi kui magnetväli on olemas. Võime öelda, et induktiivne elektrivool on otseselt võrdeline esiteks pöörete arvuga ja teiseks selle magnetvälja kiirusega, millega see magnetväli pooli keerdude suhtes muutub.
Riis. 3. Mis määrab induktiivvoolu suuruse?
Magnetvälja iseloomustamiseks kasutatakse suurust, mida nimetatakse magnetvooks. See iseloomustab magnetvälja tervikuna, sellest räägime järgmises tunnis. Nüüd märgime vaid ära, et tegemist on magnetvoo muutumisega, s.o. vooluga vooluringi (näiteks mähis) läbivate magnetvälja joonte arv viib sellesse vooluringi induktsioonivoolu ilmumiseni.
Füüsika. 9. klass
Teema: Elektromagnetväli
Õppetund 44. magnetvoog
Erjutkin E.S., füüsikaõpetaja kõrgeim kategooria GOU SOSH №1360
Sissejuhatus. Faraday katsed
Jätkates teema "Elektromagnetiline induktsioon" uurimist, vaatleme lähemalt sellist mõistet nagu magnetvoog.
Teate juba, kuidas nähtust tuvastada elektromagnetiline induktsioon- kui ületatakse suletud juht magnetilised jooned, selles juhis tekib elektrivool. Sellist voolu nimetatakse induktiivseks.
Nüüd arutame, kuidas see elektrivool tekib ja mis on selle voolu tekkimiseks peamine.
Kõigepealt pöördume selle poole Faraday kogemus ja vaadake uuesti selle olulisi funktsioone.
Niisiis, meil on ampermeeter, spiraal koos suur hulk pöördeid, mis on selle ampermeetriga lühises.
Võtame magneti ja langetame samamoodi nagu eelmises õppetükis selle magneti mähisesse. Nool kaldub kõrvale, see tähendab, et selles ahelas on elektrivool.
Riis. 1. Induktsioonvoolu tuvastamise kogemus.
Aga kui magnet on mähise sees, pole vooluringis elektrivoolu. Kuid niipea, kui proovite seda magnetit mähist välja saada, ilmub ahelasse uuesti elektrivool, kuid selle voolu suund muutub vastupidiseks.
Pange tähele ka seda, et ahelas voolava elektrivoolu väärtus sõltub ka magneti enda omadustest. Kui võtta teine magnet ja teha sama katse, muutub voolu väärtus oluliselt, in sel juhul vool muutub väiksemaks.
Pärast katsete läbiviimist võime järeldada, et suletud juhis (mähises) tekkiv elektrivool on seotud püsimagneti magnetväljaga.
Teisisõnu, elektrivool sõltub mõnest magnetvälja omadusest. Ja me oleme juba tutvustanud sellist omadust - magnetiline induktsioon.
Tuletame meelde, et magnetinduktsiooni tähistatakse tähega, see on vektorsuurus. Ja magnetilist induktsiooni mõõdetakse Teslas.
⇒ - Tesla - Euroopa ja Ameerika teadlase Nikola Tesla auks.
Magnetiline induktsioon iseloomustab magnetvälja mõju sellesse välja asetatud voolu juhtivale juhile.
Aga kui me räägime elektrivoolust, siis peame mõistma, et elektrivool, ja te teate seda alates 8. klassist, tekib elektrivoolu toimel. elektriväli.
Seetõttu võime järeldada, et elektriline induktsioonvool ilmneb elektrivälja mõjul, mis omakorda tekib magnetvälja mõjul. Ja selline suhe on lihtsalt läbi viidud tänu magnetvoog.
Sevastopoli linna füüsikaõpetaja GBOU keskkooli nr 58 Safronenko N.I.
Tunni teema: Faraday katsed. Elektromagnetiline induktsioon.
Laboratoorsed tööd"Elektromagnetilise induktsiooni nähtuse uurimine"
Tunni eesmärgid : Teadma/mõistma: elektromagnetilise induktsiooni nähtuse definitsioon. oskama kirjeldada ja seletada elektromagnetilist induktsiooni,oskama jälgida looduslik fenomen, kasutage lihtsat mõõteriistad füüsikaliste nähtuste uurimiseks.
- arendada: areneda loogiline mõtlemine, kognitiivne huvi, vaatlus.
- hariv: Kasvatada usku looduse tundmise võimalusesse,vajateadussaavutuste mõistlik kasutamine edasine areng inimühiskond, austus teaduse ja tehnoloogia loojate vastu.
Varustus: Elektromagnetiline induktsioon: galvanomeetri mähis, magnet, südamikmähis, vooluallikas, reostaat, vahelduvvoolu südamikmähis, täis- ja pilurõngas, pirni mähis. Film M. Faradayst.
Tunni tüüp: kombineeritud õppetund
Tunni meetod: osaliselt uurimuslik, selgitav ja näitlik
§21(lk 90-93), vastake suuliselt küsimustele lk 90, test 11 lk 108
Laboratoorsed tööd
Elektromagnetilise induktsiooni nähtuse uurimine
Eesmärk: välja mõtlema
1) millistel tingimustel tekib suletud ahelas (poolis) induktsioonvool;
2) mis määrab induktsioonivoolu suuna;
3) mis määrab induktsioonvoolu tugevuse.
Varustus : milliampermeeter, mähis, magnet
Tundide ajal.
Ühendage mähise otsad milliammeetri klemmidega.
1. Uuri välja, mida elektrivool (induktiivne) mähises tekib siis, kui pooli sees muutub magnetväli. Mähise sees oleva magnetvälja muutusi saab esile kutsuda, lükates magneti mähisesse või sellest välja.
a) Sisestage lõunapoolusega magnet mähisesse ja eemaldage see.
b) Sisestage magnet koos põhjapoolusega mähisesse ja eemaldage see.
Kui magnet liikus, kas mähisesse tekkis vool (induktiivne)? (Kas magnetvälja muutmisel tekkis mähisesse induktsioonvool?)
2. Uuri välja, mida induktsioonivoolu suund sõltub magneti liikumissuunast pooli suhtes (magnet sisestatakse või eemaldatakse) ja sellest, millisele poolusele magnet sisestatakse või eemaldatakse.
a) Sisestage lõunapoolusega magnet mähisesse ja eemaldage see. Jälgige, mis juhtub milliampermeetri nõelaga mõlemal juhul.
b) Sisestage magnet koos põhjapoolusega mähisesse ja eemaldage see. Jälgige, mis juhtub milliampermeetri nõelaga mõlemal juhul. Joonistage milliampermeetri nõela läbipainde suunad:
magneti poolused
Kerida
Rullilt
lõunapoolus
põhjapoolus
3. Uuri välja, mida induktsioonvoolu tugevus sõltub magneti kiirusest (magnetvälja muutumise kiirus mähises).
Sisestage magnet aeglaselt mähisesse. Jälgige milliammeetri näitu.
Sisestage magnet kiiresti mähisesse. Jälgige milliammeetri näitu.
Järeldus.
Tundide ajal
Tee teadmisteni? Teda on lihtne mõista. Vastus on lihtne: “Sa eksid ja veel kord eksid, aga iga korraga vähem, vähem. Avaldan lootust, et tänane tund on sellel teadmiste rajal üks vähem. Meie õppetund on pühendatud elektromagnetilise induktsiooni nähtusele, mille avastas inglise füüsik Michael Faraday 29. augustil 1831. aastal. Harv juhus, kui uue tähelepanuväärse avastuse kuupäev on nii täpselt teada!
Elektromagnetilise induktsiooni nähtus on suletud juhis (mähises) elektrivoolu tekkimine välise magnetvälja muutumisel pooli sees. Vooluvoolu nimetatakse induktiivseks. Induktsioon – osutamine, vastuvõtmine.
Tunni eesmärk: uurida elektromagnetilise induktsiooni nähtust, s.o. millistel tingimustel tekib suletud ahelas (poolis) induktsioonvool, uurige, mis määrab induktsioonivoolu suuna ja suuruse.
Samaaegselt materjali uurimisega teete laboritööd.
19. sajandi alguses (1820) sai pärast Taani teadlase Oerstedi katseid selgeks, et elektrivool tekitab enda ümber magnetvälja. Vaatame seda kogemust uuesti. (Õpilane räägib Oerstedi kogemusest ). Pärast seda tekkis küsimus, kas magnetvälja abil on võimalik saada voolu, s.o. sooritage vastupidine toiming. 19. sajandi esimesel poolel pöördusid teadlased just selliste katsete poole: hakati otsima võimalust tekitada magnetvälja mõjul elektrivool. M. Faraday kirjutas oma päevikusse: "Muuda magnetism elektriks." Ja oma eesmärgi poole läks ta peaaegu kümme aastat. Sai ülesandega suurepäraselt hakkama. Meenutuseks, millele ta peaks kogu aeg mõtlema, kandis ta taskus magnetit. Selle õppetunniga avaldame austust suurele teadlasele.
Mõelge Michael Faradayle. Kes ta on? (Õpilane räägib M. Faradayst ).
Sepa poeg, ajalehtede kaupleja, raamatuköitja, iseõppija, kes õppis iseseisvalt raamatutest füüsikat ja keemiat, silmapaistva keemiku Devi laborant ja lõpuks teadlane, tegi suurepärast tööd, näitas üles leidlikkust, sihikindlus, visadus, kuni ta sai magnetvälja abil elektrivoolu.
Teeme reisi nendesse kaugetesse aegadesse ja reprodutseerime Faraday katseid. Faradayt peetakse füüsika ajaloo suurimaks eksperimenteerijaks.
N S
1) 2)
SN
Magnet sisestati mähisesse. Kui magnet liikus, registreeriti mähises vool (induktsioon). Esimene skeem oli üsna lihtne. Esiteks kasutas M. Faraday oma katsetes suure pöörete arvuga mähist. Mähis ühendati milliampermeetri instrumendiga. Peab ütlema, et neil kaugetel aegadel sellest ei piisanud head tööriistad elektrivoolu mõõtmiseks. Seetõttu kasutasid nad ebatavalist tehniline lahendus: võtsid magnetnõela, asetasid selle kõrvale juhtme, millest vool läbi läks ja magnetnõela kõrvalekalde järgi hindasid voolavat voolu. Me hindame voolutugevust milliampermeetri näitude järgi.
Õpilased reprodutseerivad kogemust, sooritavad 1. sammu laboritöös. Märkasime, et milliammeetri nõel kaldub oma nullväärtusest kõrvale, st. näitab, et magneti liikumisel tekkis vooluringi vool. Niipea kui magnet peatub, naaseb nool nullasendisse, st vooluringis puudub elektrivool. Vool ilmub siis, kui pooli sees olev magnetväli muutub.
Jõudsime selleni, millest tunni alguses rääkisime: saime muutuva magnetvälja abil elektrivoolu. See on M. Faraday esimene teene.
M. Faraday teine teene - ta tegi kindlaks, millest sõltub induktsioonivoolu suund. Paigaldame ka selle.Õpilased sooritavad laboritöös punkti 2. Pöördugem laboritöö lõike 3 juurde. Selgitame välja, et induktsioonivoolu tugevus sõltub magneti kiirusest (magnetvälja muutumise kiirusest mähises).
Milliseid järeldusi tegi M. Faraday?
Suletud vooluringis tekib magnetvälja muutumisel elektrivool (kui magnetväli on olemas, aga ei muutu, siis voolu ei ole).
Induktsioonivoolu suund sõltub magneti ja selle pooluste liikumissuunast.
Induktiivvoolu tugevus on võrdeline magnetvälja muutumise kiirusega.
M. Faraday teine katse:
Võtsin kaks pooli ühisele südamikule. Üks ühendatud milliampermeetriga ja teine vooluallika võtmega. Niipea kui ahel suleti, näitas milliampermeeter induktsioonivoolu. Avatud ka, näitas voolu. Samal ajal kui ahel on suletud, s.o. vooluringis on vool, milliampermeeter voolu ei näidanud. Magnetväli on olemas, kuid ei muutu.
Kaaluge kaasaegne versioon M. Faraday katsed. Toome sisse ja võtame välja elektromagneti, galvanomeetriga ühendatud mähisesse südamiku, lülitame voolu sisse ja välja, muudame reostaadi abil voolutugevust. Mähise südamikule pannakse lambipirniga mähis, mille kaudu voolab vahelduvvool.
Sain teada tingimused esinemine induktsioonvoolu suletud ahelas (poolis). Ja mis onpõhjus selle esinemine? Tuletage meelde elektrivoolu olemasolu tingimusi. Need on laetud osakesed ja elektriväli. Fakt on see, et muutuv magnetväli tekitab ruumis elektrivälja (pöörise), mis mõjub mähises olevatele vabadele elektronidele ja paneb need suunatud liikumisele, tekitades nii induktsioonivoolu.
Magnetväli muutub, muutub suletud ahela läbivate magnetvälja joonte arv. Kui pöörate raami magnetväljas, ilmub sellesse induktsioonivool.Näita generaatori mudelit.
Elektromagnetilise induktsiooni nähtuse avastamisel oli suur tähtsus tehnoloogia arengule, generaatorite loomisele, mille abil Elektrienergia, mis on energeetikatööstuse ettevõtetes (elektrijaamades).Alates 12.02 minutist näidatakse filmi M. Faradayst "Elektrist elektrigeneraatoriteni".
Trafod töötavad elektromagnetilise induktsiooni nähtusel, mille abil edastavad nad elektrit kadudeta.Kuvatakse elektriliin.
Elektromagnetilise induktsiooni fenomeni kasutatakse veadetektori töös, mille abil uuritakse terastalasid ja siine (talas esinevad heterogeensused moonutavad magnetvälja ja veadetektori mähisesse tekib induktsioonivool).
Tahaksin meenutada Helmholtzi sõnu: "Seni, kuni inimesed naudivad elektri eeliseid, mäletavad nad Faraday nime."
"Olgu pühad need, kes loomingulises innukuses kogu maailma uurides avastasid selles seadused."
Arvan, et meie teadmiste teel on vigu veelgi vähem.
Mida sa õppisid? (Et voolu saab saada muutuva magnetvälja abil. Saime teada, millest sõltub induktsioonivoolu suund ja suurus).
Mida sa õppisid? (Saage muutuva magnetvälja abil induktsioonvool).
Küsimused:
Metallrõngasse sisestatakse esimese kahe sekundi jooksul magnet, järgmise kahe sekundi jooksul on see rõnga sees liikumatult, järgmise kahe sekundi jooksul eemaldatakse. Kui kaua kulub voolu läbimiseks mähist? (Alates 1-2s; 5-6s).
Magneti külge pannakse rõngas koos piluga ja ilma. Mis on indutseeritud vool? (suletud ringis)
Mähise südamikule, mis on allikaga ühendatud vahelduvvoolu, seal on sõrmus. Lülitage vool sisse ja rõngas põrkab. Miks?
Tahvli paigutus:
"Muuda magnetism elektriks"
M. Faraday
M. Faraday portree
M. Faraday katsete joonised.
Elektromagnetiline induktsioon on nähtus, kus suletud juhis (mähises) tekib elektrivool, kui pooli sees muutub väline magnetväli.
Seda voolu nimetatakse induktiivseks.
.jpg)
