Досліди Фарадея. Явище електомагнітної індукції. Індукційний електричний струм

Досліди Фарадея. Явище електромагнітної індукції. Індукційний електричний струм. Урок 9 Фізика 9 клас

Дайте відповіді на запитання: Електричні двигуни мають низку переваг перед тепловими. Чому ж людство не відмовляється від застосування теплових двигунів?

Дайте відповіді на запитання: Окрім електровимірювальних приладів магнітоелектричної системи існують вимірювальні прилади електродинамічної та електромагнітної систем. У вимірювальних приладах електродинамічної системи (рис. 1) замість постійного магніту використовують електромагніт. Дія вимірювальних приладів електромагнітної системи (рис. 2) базується на явищі втягування феромагнітного диска в проміжок нерухомої котушки зі струмом. Розгляньте рис. 2 і 3 та спробуйте пояснити, як працюють подані прилади. Якщо треба, зверніться до додаткових джерел інформації.12

Історична довідка29 серпня 1831 р. після понад 16 тисяч дослідів англійський фізик і хімік Майкл Фарадей одержав електричний струм за допомогою магнітного поля постійного магніту.

Дослід Фарадея

Дослід Фарадея. Котушку В через реостат приєднаємо до джерела струму, а котушку А замкнемо на гальванометр. Якщо пересувати повзунок реостата, то в котушці А буде йти електричний струм. Струм виникатиме як під час збільшення, так і під час зменшення сили струму в котушці В. Як ви вважаєте, чи виникатиме струм у котушці А якщо її рухати відносно котушки В?

Висновок: У замкненому провідному контурі виникає електричний струм, якщо кількість ліній магнітної індукції, що пронизують поверхню, обмежену контуром, змінюється.

Електромагнітна індукція. Електромагнітна індукція – це явище виникнення електричного струму в замкненому контурі під дією змінного магнітного струму. Струм який при цьому виникає називають індукційним (наведеним).

Поміркуємо. Чи виникне в замкненій провідній рамці індукційний струм, якщо рамку поступально (не повертаючи) пересувати між полюсами електромагніта?

Причини винекнення індуційного струму1. Провідний контур рухається в магнітному поліНа рухомі заряджені частинки магнітне поле діє із певною силою, через це частинки починають напрямлено рухатися вздовж провідника – виникає індукційний струм

2. Нерухомий провідний контур розташований у змінному магнітному полі. Змінне магнітне поле завжди супроводжується появою в навколишньому просторі вихрового електричного поля (силові лінії такого поля є замкненими). Саме електричне поле, а не магнітне, діє на вільні заряджені частинки в провіднику та надає їм напрямленого руху, створюючи таким чином індукційний струм. Причини винекнення індуційного струму

Напрямок індукційного струму1) якщо кількість ліній магнітної індукції, що пронизують котушку, збільшується (магнітне поле всередині котушки посилюється), то в ній виникає індукційний струм такого напрямку, що котушка буде обернена до магніту однойменним полюсом

Напрямок індукційного струму2) якщо кількість ліній магнітної індукції, що пронизують котушку, зменшується, то в котушці виникає індукційний струм такого напрямку, що котушка буде обернена до магніту різнойменним полюсом

Напрямок індукційного струму. Якщо чотири зігнуті пальці правої руки спрямувати за напрямком струму в котушці, то відігнутий на 90° великий палець укаже напрямок на північний полюс котушки, тобто напрямок вектора магнітної індукції всередині котушки

Електромеханічний генератор. Електромеханічний генератор — пристрій, в якому механічна енергія перетворюється на електричну.

Електромеханічний генератор. Масивний нерухомий статор (1) являє собою порожнистий циліндр, на внутрішній поверхні якого розміщено товстий мідний ізольований дріт — обмотку статора (2). Усередині статора обертається ротор (3). Він, як і ротор електродвигуна, зазвичай являє собою великий циліндр, у пази якого вкладено обмотку ротора (4). До обмотки ротора подається напруга від джерела постійного струму. Струм тече по обмотці ротора, створюючи навколо нього магнітне поле, яке пронизує обмотку статора.

Учимося розв’язувати задачіКотушка й алюмінієве кільце розміщені на спільному осерді. Визначте напрямок індукційного струму в кільці, якщо ключ замкнути. Як буде поводитися кільце в момент замикання ключа? через деякий час після замикання ключа? в момент розмикання ключа?

Аналіз задачі1) Струм у котушці напрямлений по її передній стінці вгору (від «+» до «–»). Скориставшись правою рукою, визначимо полюси котушки (напрямок магнітних ліній всередині котушки): ближчим до кільця буде південний полюс котушки2) У момент замикання ключа сила струму в котушці збільшується, тому магнітне поле всередині кільця посилюється.

Аналіз задачі3) У кільці виникає індукційний струм такого напрямку, що кільце буде обернене до котушки однойменним полюсом (південним) і відштовхнеться від неї.4) Скориставшись правою рукою, визначимо напрямок індукційного струму в кільці (він буде протилежним напрямку струму в котушці).

Алгоритм визначення напрямкуіндукційного струму1. Визначаємо напрямок магнітної індукції зовнішнього магнітногот поля (B).2. З’ясовуємо, посилюється чи послаблюється зовнішнє магнітне поле (тобто збільшується чи зменшується кількість ліній магнітної індукції, що пронизують контур).3. Визначаємо напрямок магнітної індукції магнітного поля, створеного індукційним струмом (B).4. Визначаємо напрямок індукційного струму.

Розв’язування задач (учно)Дві нерухомі котушки розташовані так, як показано на рисунку. Міліамперметр, підключений до однієї з котушок, реєструє наявність струму. За якої умови це можливо?

Розв’язування задач (учно)Дві котушки надіто на спільне осердя. Визначте напрямок індукційного струму в котушці А, якщо: 1) замкнути коло; 2) розімкнути коло;3) пересунути повзунок реостата ліворуч; 4) пересунути повзунок реостата праворуч.

Домашнє завдання. Вивчити: § 8 Впр. 8 (2) - усно. Підготуватися до лабораторної роботи №2 “Спостереження явища електромагнітної індукції”