• " onclick="window.open(this.href,"win2","status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,دایرکتوری ها = نه، مکان = نه"); بازگشت نادرست؛" > چاپ
• پست الکترونیک

آزمایشگاه شماره 9

بررسی پدیده القای الکترومغناطیسی

هدف، واقعگرایانه: برای مطالعه شرایط وقوع جریان القایی، EMF القایی.

تجهیزات: سیم پیچ، آهنربا دو میله، میلی‌متر.

تئوری

ارتباط متقابل میدان های الکتریکی و مغناطیسی توسط فیزیکدان برجسته انگلیسی M. Faraday در سال 1831 ایجاد شد. او این پدیده را کشف کرد. القای الکترومغناطیسی.

آزمایش های متعدد توسط فارادی نشان می دهد که با کمک یک میدان مغناطیسی می توان جریان الکتریکی را در یک هادی به دست آورد.

پدیده القای الکترومغناطیسیشامل وقوع یک جریان الکتریکی در یک مدار بسته زمانی که شار مغناطیسی نفوذ کننده در مدار تغییر می کند.

جریانی که در جریان پدیده القای الکترومغناطیسی ایجاد می شود نامیده می شود القاء

در مدار الکتریکی (شکل 1)، اگر حرکت آهنربا نسبت به سیم پیچ وجود داشته باشد یا برعکس، جریان القایی رخ می دهد. جهت جریان القایی هم به جهت حرکت آهنربا و هم به محل قطبهای آن بستگی دارد. اگر حرکت نسبی سیم پیچ و آهنربا وجود نداشته باشد، جریان القایی وجود ندارد.

تصویر 1.

به بیان دقیق، هنگامی که مدار در یک میدان مغناطیسی حرکت می کند، جریان خاصی تولید نمی شود، بلکه یک جریان الکتریکی خاص ایجاد می شود. d.s.

شکل 2.

فارادی به طور تجربی این را دریافت کرد هنگامی که شار مغناطیسی در مدار رسانا تغییر می کند، یک EMF القایی E ind ایجاد می شود که برابر با نرخ تغییر شار مغناطیسی از سطح محدود شده توسط مدار است که با علامت منفی گرفته می شود.:

این فرمول بیان می کند قانون فارادی:ه. d.s. القاء برابر است با نرخ تغییر شار مغناطیسی از طریق سطح محدود شده توسط کانتور.

علامت منفی در فرمول منعکس می شود قانون لنز.

در سال 1833، لنز به طور تجربی بیانیه ای به نام قانون لنز: جریان القایی برانگیخته شده در مدار بسته هنگام تغییر شار مغناطیسی همیشه به گونه ای هدایت می شود که میدان مغناطیسی ایجاد شده از تغییر در شار مغناطیسی که باعث جریان القایی می شود جلوگیری می کند..

با افزایش شار مغناطیسیФ>0 و ε ind< 0, т.е. э. д. с. индукции вызывает ток такого направления, при котором его маг­нитное поле уменьшает магнитный поток через контур.

با کاهش شار مغناطیسیاف<0, а ε инд >0، یعنی میدان مغناطیسی جریان القایی باعث افزایش شار مغناطیسی کاهشی در مدار می شود.

قانون لنزعمیقی دارد معنای فیزیکی – قانون بقای انرژی را بیان می کند: اگر میدان مغناطیسی از مدار زیاد شود، جریان در مدار به گونه‌ای هدایت می‌شود که میدان مغناطیسی آن بر خلاف میدان خارجی باشد و اگر میدان مغناطیسی خارجی مدار کاهش یابد، جریان به‌گونه‌ای هدایت می‌شود که مغناطیسی آن باشد. میدان از این میدان مغناطیسی در حال کاهش پشتیبانی می کند.

Emf القایی به دلایل مختلفی بستگی دارد. اگر یک آهنربای قوی یک بار و بار دیگر یک آهنربای ضعیف به داخل سیم پیچ فشار داده شود، در حالت اول خوانش دستگاه بیشتر خواهد بود. هنگامی که آهنربا به سرعت در حال حرکت است، آنها نیز بالاتر خواهند بود. در هر یک از آزمایش های انجام شده در این کار، جهت جریان القایی توسط قانون لنز تعیین می شود. روش تعیین جهت جریان القایی در شکل 2 نشان داده شده است.

در شکل، خطوط نیروی میدان مغناطیسی آهنربای دائمی و خطوط میدان مغناطیسی جریان القایی با رنگ آبی نشان داده شده است. خطوط میدان مغناطیسی همیشه از N به S هدایت می شوند - از قطب شمال به قطب جنوب آهنربا.

طبق قانون لنز، جریان الکتریکی القایی در رسانا، که با تغییر شار مغناطیسی ایجاد می شود، به گونه ای هدایت می شود که میدان مغناطیسی آن با تغییر شار مغناطیسی مقابله کند. بنابراین در سیم پیچ جهت خطوط نیروی میدان مغناطیسی مخالف خطوط نیروی آهنربای دائمی است زیرا آهنربا به سمت سیم پیچ حرکت می کند. جهت جریان را طبق قاعده گیملت می یابیم: اگر گیره (با رزوه سمت راست) به طوری پیچ شود که حرکت انتقالی آن با جهت خطوط القایی در سیم پیچ منطبق باشد، جهت چرخش آن دسته گیملت با جهت جریان القایی منطبق است.

بنابراین، جریان عبوری از میلی‌متر، همانطور که در شکل 1 با فلش قرمز نشان داده شده است، از چپ به راست می‌گذرد. در صورتی که آهنربا از سیم پیچ دور شود، خطوط میدان مغناطیسی جریان القایی در جهت با خطوط نیروی آهنربای دائم منطبق می شود و جریان از راست به چپ جریان می یابد.

پیش رفتن.

جدولی را برای گزارش تهیه کنید و در حین انجام آزمایش ها آن را پر کنید.

	اعمال با آهنربا و سیم پیچ	نشانه ها میلی آمپر،	جهت انحراف سوزن میلی آمپر متر (راست، چپ یا بدون کمان)	جهت جریان القایی (طبق قانون لنز)
	به سرعت آهنربا را با قطب شمال داخل سیم پیچ قرار دهید
	آهنربا را در سیم پیچ ثابت بگذارید بعد از تجربه 1
	به سرعت آهنربا را از سیم پیچ بیرون بکشید
	سیم پیچ را به سرعت به سمت قطب شمال آهنربا حرکت دهید
	بعد از آزمایش 4 سیم پیچ را بدون حرکت رها کنید
	سیم پیچ را به سرعت از قطب شمال آهنربا دور کنید
	آهنربای قطب شمال را به آرامی داخل سیم پیچ قرار دهید

سوالات تستی

1. ظرفیت الکتریکی چیست؟

2. مفاهیم زیر را تعریف کنید: جریان متناوب، دامنه، فرکانس، فرکانس چرخه ای، دوره، فاز نوسان.

آزمایشگاه 11

بررسی پدیده القای الکترومغناطیسی

هدف، واقعگرایانه:مطالعه پدیده القای الکترومغناطیسی .

تجهیزات:میلی‌متر؛ سیم پیچ; آهنربای قوسی؛ منبع قدرت؛ یک سیم پیچ با یک هسته آهنی از یک آهنربای الکتریکی تاشو؛ رئوستات؛ کلید؛ سیم های اتصال؛ مدل مولد جریان الکتریکی (یک).

پیش رفتن

1. کویل-کویل را به گیره های میلیمتر وصل کنید.

2. با مشاهده قرائت های میلیمتر، یکی از قطب های آهنربا را به سیم پیچ بیاورید، سپس آهنربا را برای چند ثانیه متوقف کنید و سپس دوباره آن را به سیم پیچ نزدیک کنید و آن را به داخل آن بلغزانید (شکل). بنویسید که آیا جریان القایی در سیم پیچ در طول حرکت آهنربا نسبت به سیم پیچ رخ داده است یا خیر. در طول توقف او

3. بنویسید که آیا شار مغناطیسی Ф که به سیم پیچ نفوذ می کند در طول حرکت آهنربا تغییر کرده است یا خیر. در طول توقف او

4. با توجه به پاسخ شما به سوال قبل، نتیجه گیری کنید و در چه شرایطی جریان القایی در سیم پیچ رخ داده است.

5. چرا با نزدیک شدن آهنربا به سیم پیچ، شار مغناطیسی نفوذی به این سیم پیچ تغییر کرد؟ (برای پاسخ به این سوال، اولاً به یاد داشته باشید که شار مغناطیسی Ф به چه مقادیری بستگی دارد و ثانیاً مدول بردار القایی B میدان مغناطیسی یک آهنربای دائمی در نزدیکی این آهنربا و دور از آن است.)

6. جهت جریان در سیم پیچ را می توان با جهت انحراف سوزن میلی متری از تقسیم صفر قضاوت کرد.
بررسی کنید که آیا جهت جریان القایی در سیم پیچ یکسان یا متفاوت خواهد بود وقتی همان قطب آهنربا نزدیک می شود و از آن دور می شود.

7. قطب آهنربا را با سرعتی به سیم پیچ نزدیک کنید که سوزن میلی‌متری بیش از نصف مقدار حدی مقیاس خود منحرف نشود.

همان آزمایش را تکرار کنید، اما با سرعت آهنربا بیشتر از حالت اول.

با سرعت بیشتر یا کمتر حرکت آهنربا نسبت به سیم پیچ، آیا شار مغناطیسی Ф که به این سیم پیچ نفوذ می کند سریعتر تغییر می کند؟

با تغییر سریع یا آهسته شار مغناطیسی از طریق سیم پیچ، جریان بزرگتری در آن ظاهر شد؟

بر اساس پاسخی که به سوال آخر دادید، نتیجه گیری کنید که چگونه مدول قدرت جریان القایی که در سیم پیچ رخ می دهد به سرعت تغییر شار مغناطیسی Ф که به این سیم پیچ نفوذ می کند بستگی دارد.

8. نصب را برای آزمایش مطابق نقشه مونتاژ کنید.

9. در موارد زیر بررسی کنید که آیا جریان القایی در سیم پیچ 1 وجود دارد یا خیر:

آ. هنگام بستن و باز کردن مدار که شامل سیم پیچ 2 است.

ب هنگام عبور از سیم پیچ 2 جریان مستقیم؛

ج با افزایش و کاهش قدرت جریان عبوری از سیم پیچ 2، با حرکت دادن نوار لغزنده رئوستات به سمت مناسب.

10. در کدام یک از موارد ذکر شده در بند 9، شار مغناطیسی نفوذی به سیم پیچ تغییر می کند؟ چرا او در حال تغییر است؟

11. وقوع جریان الکتریکی در مدل ژنراتور را مشاهده کنید (شکل). توضیح دهید که چرا جریان القایی در یک قاب در حال چرخش در میدان مغناطیسی رخ می دهد.

سوالات تستی

1. قانون القای الکترومغناطیسی را فرموله کنید.

2. قانون القای الکترومغناطیسی توسط چه کسی و چه زمانی تدوین شد؟

آزمایشگاه 12

اندازه گیری اندوکتانس سیم پیچ

هدف، واقعگرایانه:بررسی قوانین اساسی مدارهای الکتریکی جریان متناوب و آشنایی با ساده ترین روش های اندازه گیری اندوکتانس و ظرفیت خازنی.

نظریه مختصر

تحت تأثیر یک نیروی الکتروموتور متغیر (EMF) در یک مدار الکتریکی، یک جریان متناوب در آن ایجاد می شود.

جریان متناوب جریانی است که جهت و مقدار آن تغییر می کند. در این مقاله تنها چنین جریان متناوبی در نظر گرفته شده است که مقدار آن به طور متناوب طبق یک قانون سینوسی تغییر می کند.

در نظر گرفتن جریان سینوسی به این دلیل است که تمام نیروگاه های بزرگ جریان های متناوب تولید می کنند که بسیار نزدیک به جریان های سینوسی است.

جریان متناوب در فلزات حرکت الکترون های آزاد در یک جهت یا در جهت مخالف است. با جریان سینوسی، ماهیت این حرکت با نوسانات هارمونیک منطبق است. بنابراین، یک جریان متناوب سینوسی دارای یک دوره است تی- زمان یک نوسان کامل و فرکانس v تعداد نوسانات کامل در واحد زمان. بین این مقادیر رابطه وجود دارد

مدار AC، بر خلاف مدار DC، اجازه گنجاندن یک خازن را می دهد.

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">,!}

تماس گرفت مقاومت کاملیا امپدانسزنجیر. بنابراین عبارت (8) را قانون اهم برای جریان متناوب می نامند.

در این کار مقاومت فعال آرسیم پیچ با استفاده از قانون اهم برای بخشی از مدار DC تعیین می شود.

بیایید دو مورد خاص را در نظر بگیریم.

1. هیچ خازن در مدار وجود ندارد. این بدان معنی است که خازن خاموش می شود و در عوض مدار توسط یک هادی بسته می شود که افت پتانسیل روی آن عملاً صفر است، یعنی مقدار Uدر معادله (2) صفر است..gif" alt="(!LANG:http://web-local.rudn.ru/web-local/uem/ido/8/Image474.gif" width="54" height="18">.!}

2. هیچ سیم پیچی در مدار وجود ندارد: در نتیجه .

زیرا از فرمول های (6)، (7) و (14) به ترتیب، داریم

طرح درس

موضوع درس: کار آزمایشگاهی: "بررسی پدیده القای الکترومغناطیسی"

نوع شغل - مختلط.

نوع درس ترکیب شده.

اهداف یادگیری درس: بررسی پدیده القای الکترومغناطیسی

اهداف درس:

آموزشی:مطالعه پدیده القای الکترومغناطیسی

در حال توسعه. برای توسعه توانایی مشاهده، ایده ای از روند دانش علمی شکل دهید.

آموزشی. ایجاد علاقه شناختی به موضوع، توسعه توانایی گوش دادن و شنیده شدن.

نتایج آموزشی برنامه ریزی شده: کمک به تقویت جهت گیری عملی در آموزش فیزیک، شکل گیری مهارت های به کارگیری دانش کسب شده در موقعیت های مختلف.

شخصیت: با کمک به درک عاطفی اشیاء فیزیکی، توانایی گوش دادن، بیان واضح و دقیق افکار خود، توسعه ابتکار و فعالیت در حل مشکلات فیزیکی، ایجاد توانایی کار در گروه.

فرا موضوع: صتوانایی درک و استفاده از وسایل کمک بصری (نقاشی، مدل ها، نمودارها) را توسعه دهید. توسعه درک از ماهیت نسخه های الگوریتمی و توانایی عمل مطابق با الگوریتم پیشنهادی.

موضوع: در مورد دانستن زبان فیزیکی، توانایی تشخیص اتصالات موازی و سریال، توانایی جهت یابی در مدار الکتریکی، مونتاژ مدارها. توانایی تعمیم و نتیجه گیری.

پیشرفت درس:

1. سازماندهی شروع درس (علامت گذاری افراد غایب، بررسی آمادگی دانش آموزان برای درس، پاسخ به سوالات دانش آموزان در مورد تکالیف) - 2-5 دقیقه.

معلم موضوع درس را به دانش آموزان می گوید، اهداف درس را تدوین می کند و دانش آموزان را با طرح درس آشنا می کند. دانش آموزان موضوع درس را در دفتر خود می نویسند. معلم شرایطی را برای انگیزه فعالیت های یادگیری ایجاد می کند.

تسلط بر مطالب جدید:

تئوری. پدیده القای الکترومغناطیسیشامل وقوع یک جریان الکتریکی در یک مدار رسانا است که یا در یک میدان مغناطیسی متناوب قرار می گیرد یا در یک میدان مغناطیسی ثابت حرکت می کند به گونه ای که تعداد خطوط القای مغناطیسی که در مدار نفوذ می کنند تغییر می کند.

میدان مغناطیسی در هر نقطه از فضا با بردار القای مغناطیسی B مشخص می شود. اجازه دهید یک هادی (مدار) بسته در یک میدان مغناطیسی یکنواخت قرار گیرد (شکل 1 را ببینید).

تصویر 1.

طبیعی به صفحه هادی زاویه می دهدبا جهت بردار القای مغناطیسی.

شار مغناطیسیФ از طریق سطحی با مساحت S مقداری برابر با حاصل ضرب مدول بردار القای مغناطیسی B و مساحت S و کسینوس زاویه نامیده می شود.بین بردارهاو .

Ф=В S cos α (1)

جهت جریان القایی که در یک مدار بسته هنگام تغییر شار مغناطیسی عبوری از آن ایجاد می شود توسطقانون لنز: جریان القایی ایجاد شده در مدار بسته با میدان مغناطیسی خود با تغییر شار مغناطیسی که توسط آن ایجاد می شود مقابله می کند.

قانون لنز را به صورت زیر اعمال کنید:

1. جهت خطوط القای مغناطیسی B میدان مغناطیسی خارجی را تنظیم کنید.

2. دریابید که آیا شار القای مغناطیسی این میدان از طریق سطح محدود شده توسط کانتور افزایش می‌یابد.اف 0) یا کاهش می یابد ( F 0).

3. جهت خطوط القای مغناطیسی B "میدان مغناطیسی" را تنظیم کنید

جریان القایی Iبا استفاده از قانون گیملت

هنگامی که شار مغناطیسی از طریق سطح محدود شده توسط کانتور تغییر می کند، نیروهای خارجی در دومی ظاهر می شوند که عملکرد آن توسط EMF مشخص می شود، به نام EMF القایی

طبق قانون القای الکترومغناطیسی، EMF القایی در یک حلقه بسته از نظر مقدار مطلق برابر است با نرخ تغییر شار مغناطیسی از طریق سطح محدود شده توسط حلقه:

دستگاه ها و تجهیزات:گالوانومتر، منبع تغذیه، کویل های هسته، آهنربای قوسی، کلید، سیم های اتصال، رئوستات.

سفارش کار:

1. به دست آوردن جریان القایی برای این شما نیاز دارید:

1.1. با استفاده از شکل 1.1، مداری متشکل از 2 سیم پیچ را مونتاژ کنید که یکی از آنها از طریق یک رئوستات و یک کلید به منبع DC وصل شده است و دومی که بالای مدار اول قرار دارد به یک گالوانومتر حساس متصل می شود. (شکل 1.1 را ببینید.)

شکل 1.1.

1.2. مدار را ببندید و باز کنید.

1.3. با رعایت جهت انحراف سوزن گالوانومتر، دقت کنید که در لحظه بسته شدن مدار الکتریکی سیم پیچ که نسبت به اولی ثابت است، جریان القایی در یکی از سیم پیچ ها ایجاد شود.

1.4. یک سیم پیچ متصل به یک گالوانومتر نسبت به یک سیم پیچ متصل به منبع جریان مستقیم را به حرکت درآورید.

1.5. اطمینان حاصل کنید که گالوانومتر با هر حرکت سیم پیچ دوم، وقوع جریان الکتریکی را تشخیص می دهد، در حالی که جهت فلش گالوانومتر تغییر می کند.

1.6. آزمایشی را با سیم پیچ متصل به گالوانومتر انجام دهید (شکل 1.2 را ببینید.)

شکل 1.2.

1.7. اطمینان حاصل کنید که جریان القایی زمانی رخ می دهد که آهنربای دائمی نسبت به سیم پیچ حرکت می کند.

1.8. نتیجه گیری در مورد علت جریان القایی در آزمایش های انجام شده.

2. بررسی اجرای قانون لنز.

2.1. آزمایش را از بند 1.6 تکرار کنید (شکل 1.2.)

2.2. برای هر یک از 4 مورد این آزمایش، نمودار (4 نمودار) رسم کنید.

شکل 2.3.

2.3. اجرای قانون Lenz را در هر مورد بررسی کنید و جدول 2.1 را با توجه به این داده ها پر کنید.

جدول 2.1.

تجربه N	روش بدست آوردن جریان القایی
	افزودن قطب شمال آهنربا به سیم پیچ				افزایش
	حذف قطب شمال آهنربا از سیم پیچ				کاهش می دهد
	قرار دادن قطب جنوب آهنربا در سیم پیچ				افزایش
	حذف قطب جنوب آهنربا از سیم پیچ				کاهش می دهد

3. در مورد کارهای آزمایشگاهی انجام شده نتیجه گیری کنید.

4. به سوالات امنیتی جواب بدهید.

سوالات تستی:

1. مدار بسته چگونه باید در یک میدان مغناطیسی یکنواخت به صورت انتقالی یا چرخشی حرکت کند تا جریان القایی در آن ایجاد شود؟

2. توضیح دهید چرا جریان القایی در مدار دارای جهتی است که میدان مغناطیسی آن از تغییر شار مغناطیسی عامل آن جلوگیری می کند؟

3. چرا علامت "-" در قانون القای الکترومغناطیسی وجود دارد؟

4. یک میله فولادی مغناطیسی از طریق یک حلقه مغناطیسی در امتداد محور خود می افتد که محور آن بر صفحه حلقه عمود است. جریان در حلقه چگونه تغییر خواهد کرد؟

پذیرش در کار آزمایشگاهی 11

1. نام مشخصه توان میدان مغناطیسی چیست؟ معنای گرافیکی آن

2. مدول بردار القای مغناطیسی چگونه تعیین می شود؟

3. تعریف واحد اندازه گیری القای میدان مغناطیسی را بیان کنید.

4. جهت بردار القای مغناطیسی چگونه تعیین می شود؟

5. قانون گیملت را فرموله کنید.

6. فرمول محاسبه شار مغناطیسی را بنویسید. معنای گرافیکی آن چیست؟

7. واحد اندازه گیری شار مغناطیسی را تعریف کنید.

8. پدیده القای الکترومغناطیسی چیست؟

9. علت جدا شدن بارها در رسانایی که در میدان مغناطیسی حرکت می کند چیست؟

10. علت جدا شدن بارها در یک هادی ساکن در میدان مغناطیسی متناوب چیست؟

11. قانون القای الکترومغناطیسی را فرموله کنید. فرمول را یادداشت کنید.

12. قانون لنز را فرموله کنید.

13. قاعده لنز بر اساس قانون بقای انرژی را توضیح دهید.

هدف، واقعگرایانه:بررسی تجربی پدیده تایید القای مغناطیسی قانون لنز.
بخش تئوری: پدیده القای الکترومغناطیسی عبارت است از وقوع یک جریان الکتریکی در یک مدار رسانا، که یا در یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد که در زمان تغییر می کند، یا در یک میدان مغناطیسی ثابت حرکت می کند به گونه ای که تعداد خطوط القای مغناطیسی نفوذ می کند. تغییرات مدار در مورد ما، تغییر میدان مغناطیسی در زمان معقول تر خواهد بود، زیرا توسط یک آهنربای متحرک (آزادانه) ایجاد می شود. طبق قانون لنز، جریان القایی که در یک مدار بسته رخ می دهد، با میدان مغناطیسی خود، با تغییر شار مغناطیسی که توسط آن ایجاد می شود، مقابله می کند. در این حالت با انحراف سوزن میلی‌متری می‌توانیم این موضوع را مشاهده کنیم.
تجهیزات:میلی متر، منبع تغذیه، سیم پیچ با هسته، آهنربا قوسی، کلید دکمه ای، سیم های اتصال، سوزن مغناطیسی (قطب نما)، رئوستات.

سفارش کار

ط. یافتن شرایط وقوع جریان القایی.

1. کویل-کویل را به گیره های میلیمتر وصل کنید.
2. با مشاهده قرائت میلی‌متر، توجه داشته باشید که آیا جریان القایی رخ داده است اگر:

* یک آهنربا را در سیم پیچ ثابت قرار دهید،
* آهنربا را از سیم پیچ ثابت بردارید،
* آهنربا را داخل سیم پیچ قرار دهید و آن را بی حرکت بگذارید.

3. دریابید که چگونه شار مغناطیسی Ф که به سیم پیچ نفوذ می کند در هر مورد تغییر کرده است. در مورد شرایطی که در آن جریان القایی در سیم پیچ ظاهر می شود، نتیجه گیری کنید.
II. مطالعه جهت جریان القایی.

1. جهت جریان در سیم پیچ را می توان با جهت انحراف سوزن میلی متری از تقسیم صفر قضاوت کرد.
بررسی کنید که آیا جهت جریان القایی یکسان خواهد بود اگر:
* داخل سیم پیچ قرار دهید و آهنربا را با قطب شمال بردارید.
* آهنربا را با قطب شمال و قطب جنوب داخل سیم پیچ آهنربا قرار دهید.
2. دریابید که در هر مورد چه چیزی تغییر کرده است. در مورد اینکه چه چیزی جهت جریان القایی را تعیین می کند، نتیجه گیری کنید. III. مطالعه بزرگی جریان القایی.

1. آهنربا را به آرامی و با سرعت بیشتر به سیم پیچ ثابت نزدیک کنید و به تعداد تقسیمات (N) توجه کنید. 1 , N 2 ) فلش میلیمتر منحرف می شود.

2. آهنربا را با قطب شمال به سیم پیچ نزدیک کنید. توجه داشته باشید که چند بخش N 1 سوزن میلی‌متر منحرف می‌شود.

قطب شمال آهنربای میله ای را به قطب شمال آهنربای قوسی وصل کنید. ببینید چند بخش N 2، فلش میلی‌متر وقتی دو آهن‌ربا به طور همزمان نزدیک می‌شوند منحرف می‌شود.

3. چگونگی تغییر شار مغناطیسی را در هر مورد پیدا کنید. نتیجه گیری کنید که اندازه جریان القایی به چه چیزی بستگی دارد.

به سوالات پاسخ دهید:

1. ابتدا به سرعت، سپس آهنربا را به آرامی به داخل سیم پیچ سیم مسی فشار دهید. آیا همان بار الکتریکی از طریق قسمت سیم سیم پیچ منتقل می شود؟
2. آیا با وارد شدن آهنربا به حلقه لاستیکی جریان القایی در آن وجود خواهد داشت؟

در این درس، کار آزمایشگاهی شماره 4 "بررسی پدیده القای الکترومغناطیسی" را انجام خواهیم داد. هدف از این درس بررسی پدیده القای الکترومغناطیسی خواهد بود. با استفاده از تجهیزات لازم، کارهای آزمایشگاهی را انجام خواهیم داد که در پایان نحوه مطالعه و تعیین صحیح این پدیده را یاد خواهیم گرفت.

هدف مطالعه است پدیده های القای الکترومغناطیسی.

تجهیزات:

1. میلیمتر.

2. آهنربا.

3. کویل-کویل.

4. منبع فعلی.

5. رئوستات.

6. کلید.

7. سیم پیچ از آهنربای الکتریکی.

8. سیم های اتصال.

برنج. 1. تجهیزات آزمایشی

بیایید آزمایشگاه را با جمع آوری تنظیمات شروع کنیم. برای مونتاژ مداری که در آزمایشگاه از آن استفاده خواهیم کرد، یک سیم پیچ را به یک میلی‌متر وصل می‌کنیم و از آهن‌ربایی استفاده می‌کنیم که از سیم‌پیچ نزدیک‌تر یا دورتر می‌شویم. در عین حال، باید به یاد داشته باشیم که با ظاهر شدن جریان القایی چه اتفاقی خواهد افتاد.

برنج. 2. آزمایش 1

در مورد چگونگی توضیح پدیده ای که مشاهده می کنیم فکر کنید. شار مغناطیسی چگونه بر آنچه می بینیم، به ویژه منشاء جریان الکتریکی، تأثیر می گذارد. برای انجام این کار، به شکل کمکی نگاه کنید.

برنج. 3. خطوط میدان مغناطیسی یک آهنربای میله ای دائمی

لطفا توجه داشته باشید که خطوط القای مغناطیسی از قطب شمال خارج می شوند، وارد قطب جنوب می شوند. در عین حال، تعداد این خطوط، چگالی آنها در نقاط مختلف آهنربا متفاوت است. توجه داشته باشید که جهت میدان مغناطیسی نیز از نقطه ای به نقطه دیگر تغییر می کند. بنابراین، می توان گفت که تغییر در شار مغناطیسی منجر به این واقعیت می شود که یک جریان الکتریکی در یک هادی بسته ایجاد می شود، اما تنها زمانی که آهنربا حرکت می کند، بنابراین، شار مغناطیسی نفوذ کننده به ناحیه محدود شده توسط چرخش این سیم پیچ تغییر می کند.

مرحله بعدی مطالعه ما از القای الکترومغناطیسی با تعریف مرتبط است جهت جریان القایی. می‌توانیم جهت جریان القایی را بر اساس جهتی که فلش میلی‌متر در آن منحرف می‌کند، قضاوت کنیم. بیایید از آهنربای قوسی استفاده کنیم و خواهیم دید که وقتی آهنربا نزدیک می شود، فلش در یک جهت منحرف می شود. اگر اکنون آهنربا در جهت دیگر حرکت کند، فلش در جهت دیگر منحرف خواهد شد. در نتیجه آزمایش می توان گفت که جهت جریان القایی نیز به جهت حرکت آهنربا بستگی دارد. همچنین توجه می کنیم که جهت جریان القایی نیز به قطب آهنربا بستگی دارد.

لطفاً توجه داشته باشید که بزرگی جریان القایی به سرعت حرکت آهنربا و در عین حال به سرعت تغییر شار مغناطیسی بستگی دارد.

بخش دوم کار آزمایشگاهی ما با آزمایش دیگری مرتبط خواهد شد. بیایید به طرح این آزمایش نگاه کنیم و در مورد آنچه که اکنون انجام خواهیم داد بحث کنیم.

برنج. 4. آزمایش 2

در مدار دوم اصولاً چیزی در مورد اندازه گیری جریان القایی تغییر نکرده است. همان میلی متری که به سیم پیچ وصل شده است. همه چیز همانطور که در مورد اول بود باقی می ماند. اما اکنون تغییر شار مغناطیسی را نه به دلیل حرکت آهنربای دائمی، بلکه به دلیل تغییر قدرت جریان در سیم پیچ دوم دریافت خواهیم کرد.

در قسمت اول به بررسی حضور می پردازیم جریان القاییهنگام بستن و باز کردن مدار بنابراین، بخش اول آزمایش: کلید را می بندیم. دقت کنید، جریان در مدار زیاد می شود، فلش به یک طرف منحرف می شود، اما توجه کنید، اکنون کلید بسته است و میلی متر جریان الکتریکی را نشان نمی دهد. واقعیت این است که هیچ تغییری در شار مغناطیسی وجود ندارد، ما قبلاً در این مورد صحبت کرده ایم. اگر کلید اکنون باز باشد، میلی‌متر نشان می‌دهد که جهت جریان تغییر کرده است.

در آزمایش دوم خواهیم دید که چگونه جریان القاییهنگامی که جریان الکتریکی در مدار دوم تغییر می کند.

بخش بعدی آزمایش، ردیابی چگونگی تغییر جریان القایی در صورت تغییر جریان در مدار به دلیل رئوستات خواهد بود. می دانید که اگر مقاومت الکتریکی یک مدار را تغییر دهیم، طبق قانون اهم، جریان الکتریکی ما نیز تغییر می کند. با تغییر جریان الکتریکی، میدان مغناطیسی نیز تغییر خواهد کرد. در لحظه حرکت کنتاکت لغزشی رئوستات، میدان مغناطیسی تغییر می کند که منجر به ظهور جریان القایی می شود.

برای نتیجه گیری از آزمایشگاه، باید به چگونگی ایجاد جریان الکتریکی القایی در یک مولد جریان الکتریکی نگاه کنیم.

برنج. 5. مولد جریان الکتریکی

قسمت اصلی آن یک آهنربا است و در داخل این آهنرباها یک سیم پیچ با تعداد معینی چرخش زخم وجود دارد. اگر اکنون چرخ این ژنراتور را بچرخانیم، جریان الکتریکی القایی در سیم پیچ سیم پیچ القا می شود. از آزمایش می توان دریافت که افزایش تعداد دورها منجر به این واقعیت می شود که لامپ شروع به روشن تر شدن می کند.

فهرست ادبیات اضافی:

Aksenovich L. A. فیزیک در دبیرستان: نظریه. وظایف. تست ها: Proc. کمک هزینه برای موسسات ارائه عمومی. محیط ها، آموزش / L.A. Aksenovich, N.N. راکینا، ک. اس. فرینو؛ اد. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsy i vykhavanne, 2004. - C. 347-348. Myakishev G.Ya. فیزیک: الکترودینامیک. پایه های 10-11. کتاب درسی مطالعه عمیق فیزیک / G.Ya. Myakishev، A.3. سینیاکوف، V.A. اسلوبودسکوف - م.: باستارد، 2005. - 476 ص. پوریشوا ن. اس. فیزیک. درجه 9 کتاب درسی. / Purysheva N.S.، Vazheevskaya N.E.، Charugin V.M. ویرایش دوم، کلیشه. - M.: Bustard، 2007.