Електромагніти та їх застосування

Фізика. 11 клас

Електромагніти та їх застосування

Мета: ознайомити з будовою і принципом дії електромагніту; дослідити його властивості; ознайомити з практичним використанням електромагніту.

Очікувані результати: учні повинні усвідомити, від чого залежить магнітна дія котушки зі струмом, давати означення електромагніта, пояснювати його будову, знати, де застосовують електромагніти, розуміти принцип дії електромагнітного підіймального крана та принцип дії електромагніт ного реле.

Тип уроку. Комбінований.

Прилади і матеріали для роботи з учнями:

• Відео «Магнітне поле котушки із струмом»
• Флеш - анімація «Електромагніт»
• Флеш – анімація «Модель електромагнітного крану»
• «Полюси котушки зі струмом»
• «Електричний дзвінок»
• Відео «Що таке електромагніт»
• Інтерактивний плакат Електромагніти

План

1. Актуалізація опорних знань.

2. Вивчення нового матеріалу.

3. Вчимося розв’язувати задачі.

4. Запитання на закріплення вивченого.

5. Домашнє завдання.

Хід уроку

1. Актуалізація опорних знань.

Перевірка домашнього завдання.

Усне опитування:

1. Чому речовина змінює магнітне поле?

2. Наведіть приклади діамагнетиків; парамагнетиків; феромагнетиків.

3. Як напрямлене власне магнітне поле діамагнетика? парамагнетика?

феромагнетика?

4. Як у зовнішньому магнітному полі поводиться тіло, виготовлене з діамагнетика? парамагнетика? феромагнетика?

5. Чому феромагнітні матеріали вважають сильномагнітними?

6. Де застосовують магнітом’які матеріали? магнітожорсткі матеріали?

7. Як А. Ампер пояснював намагніченість феромагнетиків?

2. Вивчення нового матеріалу.

• Проблемне питання. Що спільного між електричним шкільним дзвоником, електродвигуном, підіймальним краном на складі металобрухту та збагачувачем залізної руди?

1. Від чого залежить магнітна дія котушки зі струмом

Складемо електричне коло з джерела струму, котушки, реостата й амперметра. Для оцінки магнітної дії котушки зі струмом скористаємося залізним циліндром, який підвісимо на динамометр, розміщений над котушкою. Якщо замкнути коло, циліндр намагнітиться в магнітному полі котушки й притягнеться до неї.

• У разі збільшення сили струму в котушці її магнітна дія посилюється.
• При збільшені числа витків у котушці її магнітна дія посилюється.
• Магнітна дія котушки посилюється в разі введення в її середину феромагнітного осердя.

2. Будова електромагнітів та сфера їх застосування

  Електромагніт - котушка з уведеним усередину осердям із феромагнітного матеріалу.

1 - каркас, виготовлений із діелектрика.

2 - ізольований дріт - обмотка електромагніту.

3 - клеми, за допомогою яких електромагніт

приєднують до джерела струму.

4 - осердя, виготовлене з магнітного матеріалу.

Застосування електромагніту

Електромагніти широко застосовують у техніці, адже їхню магнітну дію легко регулювати, змінюючи силу струму в обмотці; електромагніти можна виготовити будь-яких форм і розмірів.

3. Принцип дії електромагнітного підіймального крана й електромагнітного реле

На металургійних заводах можна побачити гігантські електромагнітні підйомні крани, що переносять величезні вантажі без всякого прикріплення.  На одному тільки металургійному заводі електромагнітний кран переносить одразу 10 залізничних рейок, замінюючи ручну працю 200 людей. Електоромагніт діаметром 1, 5 м може підняти до 16 т вантажу (товарний вагон).

На підприємствах часто застосовують споживачі електроенергії, сила струму в яких сягає сотень і тисяч амперів. Замикальний пристрій і споживач з’єднані послідовно, тому через замикальний пристрій має проходити струм великої сили. Для керування електричним колом використовують електромагнітні реле.

3. Розв’язування задач

1. Іноді після вимикання струму частина предметів залишається притягнутою до електромагніту підйомного крана. Що треба зробити для того, щоб ці предмети упали?

2. Чи звучатиме електричний дзвоник і навушник у безповітряному просторі?

3. На рисунку дана схема будови автомата, що працює за визначеної температури. Назвіть основні частини цього пристрою і поясніть принцип його роботи. Де рекомендується встановлювати такі автомати?

4. Закріплення вивченого матеріалу

• Метод «Мікрофон»

1. Від чого і як саме залежить магнітна дія котушки зі струмом?

2. Що таке електромагніт?

3. Чому електромагніти набули широкого застосування в техніці?

4. Поясніть принцип дії електромагнітного підіймального крана.

5. Для чого призначено електромагнітне реле?

5. Домашнє завдання.

Вивчити параграф 6; виконати: вправа 6 (2, 3)