در این درس خواهیم آموخت که چگونه و توسط چه کسی پدیده خودالقایی کشف شده است، آزمایشی را در نظر خواهیم گرفت که با آن این پدیده را نشان خواهیم داد، مشخص خواهیم کرد که خود القایی یک مورد خاص از القای الکترومغناطیسی است. در پایان درس، یک کمیت فیزیکی را معرفی می کنیم که وابستگی EMF خود القایی را به اندازه و شکل هادی و محیطی که هادی در آن قرار دارد، یعنی اندوکتانس، نشان می دهد.

هنری کویل های نوار مسطح مسطح را اختراع کرد که با استفاده از آنها به اثرات نیرویی که بیشتر از شیر برقی های سیم بود، دست یافت. این دانشمند متوجه شد که وقتی یک سیم پیچ قدرتمند در مدار است، جریان در این مدار بسیار کندتر از بدون سیم پیچ به حداکثر مقدار خود می رسد.

برنج. 2. شماتیک تنظیمات آزمایشی توسط D. Henry

روی انجیر شکل 2 مدار الکتریکی تنظیم آزمایشی را نشان می دهد که بر اساس آن می توان پدیده خود القایی را نشان داد. مدار الکتریکی شامل دو لامپ موازی است که از طریق یک کلید به منبع DC متصل می شوند. یک سیم پیچ به صورت سری به یکی از لامپ ها متصل می شود. پس از بسته شدن مدار، مشاهده می شود که لامپ که به صورت سری به سیم پیچ متصل است، کندتر از لامپ دوم روشن می شود (شکل 3).

برنج. 3. رشته های مختلف لامپ ها در لحظه روشن شدن مدار

هنگامی که منبع خاموش می شود، لامپ متصل به صورت سری با سیم پیچ کندتر از لامپ دوم خاموش می شود.

چرا چراغ ها همزمان خاموش می شوند؟

هنگامی که کلید بسته می شود (شکل 4)، به دلیل وقوع EMF خود القایی، جریان در لامپ با سیم پیچ کندتر افزایش می یابد، بنابراین این لامپ کندتر روشن می شود.

برنج. 4. قفل کلید

هنگامی که کلید باز می شود (شکل 5)، EMF ظهور خود القایی از کاهش جریان جلوگیری می کند. بنابراین، جریان برای مدتی به جریان خود ادامه می دهد. برای وجود جریان، یک مدار بسته مورد نیاز است. چنین مداری در مدار وجود دارد، شامل هر دو لامپ است. بنابراین، هنگامی که مدار باز می شود، لامپ ها باید برای مدتی یکسان بدرخشند و تاخیر مشاهده شده ممکن است به دلایل دیگری باشد.

برنج. 5. باز کردن کلید

فرآیندهایی را در نظر بگیرید که در این مدار هنگام بسته شدن و باز شدن کلید رخ می دهد.

1. بستن کلید.

یک حلقه رسانا در مدار وجود دارد. اجازه دهید جریان در این سیم پیچ در خلاف جهت عقربه های ساعت جریان یابد. سپس میدان مغناطیسی به سمت بالا هدایت خواهد شد (شکل 6).

بنابراین، سیم پیچ در فضای میدان مغناطیسی خود قرار دارد. با افزایش جریان، سیم پیچ در فضای میدان مغناطیسی متغیر جریان خودش قرار می گیرد. اگر جریان افزایش یابد، شار مغناطیسی ایجاد شده توسط این جریان نیز افزایش می یابد. همانطور که می دانید، با افزایش شار مغناطیسی نفوذی به صفحه مدار، نیروی الکتروموتور القایی در این مدار و در نتیجه جریان القایی ایجاد می شود. طبق قانون لنز، این جریان به گونه ای هدایت می شود که میدان مغناطیسی آن مانع از تغییر شار مغناطیسی نفوذی به صفحه مدار شود.

یعنی برای مورد در نظر گرفته شده در شکل. 6 دور، جریان القایی باید در جهت عقربه های ساعت هدایت شود (شکل 7)، در نتیجه از افزایش جریان خود چرخش جلوگیری می کند. در نتیجه، هنگامی که کلید بسته می شود، جریان در مدار بلافاصله افزایش نمی یابد، زیرا یک جریان القایی ترمز در این مدار ایجاد می شود که در جهت مخالف هدایت می شود.

2. باز کردن کلید

هنگامی که کلید باز می شود، جریان در مدار کاهش می یابد، که منجر به کاهش شار مغناطیسی از طریق صفحه سیم پیچ می شود. کاهش شار مغناطیسی منجر به ظهور یک EMF القایی و یک جریان القایی می شود. در این حالت، جریان القایی در همان جهت جریان خود حلقه هدایت می شود. این منجر به کاهش آهسته تر جریان ذاتی می شود.

نتیجه:هنگامی که جریان در هادی تغییر می کند، القای الکترومغناطیسی در همان هادی رخ می دهد، که یک جریان القایی ایجاد می کند که به گونه ای هدایت می شود که از هرگونه تغییر در جریان ذاتی در هادی جلوگیری کند (شکل 8). این ماهیت پدیده خود القایی است. خود القایی یک مورد خاص از القای الکترومغناطیسی است.

برنج. 8. لحظه روشن و خاموش شدن مدار

فرمول یافتن القای مغناطیسی یک هادی مستقیم با جریان:

جایی که - القای مغناطیسی؛ - ثابت مغناطیسی؛ - قدرت فعلی؛ - فاصله از هادی تا نقطه.

شار القای مغناطیسی از طریق سایت برابر است با:

سطحی که شار مغناطیسی به آن نفوذ می کند کجاست.

بنابراین، شار القای مغناطیسی متناسب با مقدار جریان در هادی است.

برای سیم پیچی که تعداد دورهای آن و طول آن است، القای میدان مغناطیسی با رابطه زیر تعیین می شود:

شار مغناطیسی ایجاد شده توسط یک سیم پیچ با تعداد دور ن، برابر است با:

با جایگزینی فرمول القای میدان مغناطیسی به این عبارت، به دست می آوریم:

نسبت تعداد دور به طول سیم پیچ با عدد نشان داده می شود:

عبارت نهایی را برای شار مغناطیسی بدست می آوریم:

از رابطه به دست آمده می توان دریافت که مقدار شار به بزرگی جریان و به هندسه سیم پیچ (شعاع، طول، تعداد دورها) بستگی دارد. مقداری برابر با اندوکتانس نامیده می شود:

واحد اندوکتانس henry است:

بنابراین، شار القای مغناطیسی ناشی از جریان در سیم پیچ به صورت زیر است:

با در نظر گرفتن فرمول EMF القایی، به دست می آوریم که EMF خود القایی برابر است با حاصل ضرب نرخ تغییر جریان و اندوکتانس، که با علامت "-" گرفته می شود:

خود القایی- این پدیده وقوع القای الکترومغناطیسی در یک هادی است زمانی که قدرت جریان عبوری از این هادی تغییر می کند.

نیروی محرکه الکتریکی خود القایینسبت مستقیم با نرخ تغییر جریان عبوری از هادی است که با علامت منفی گرفته می شود. عامل تناسب نامیده می شود اندوکتانس، که به پارامترهای هندسی هادی بستگی دارد.

یک هادی دارای اندوکتانس برابر با 1 H است اگر با نرخ تغییر جریان در هادی برابر با 1 A در ثانیه، نیروی الکتروموتور خود القایی برابر با 1 V در این هادی ایجاد شود.

فرد هر روز با پدیده خود القایی مواجه می شود. هر بار که چراغ را روشن یا خاموش می کنیم، مدار را بسته یا باز می کنیم، در حالی که جریان های القایی هیجان انگیز است. گاهی اوقات این جریان ها می توانند به مقادیر بالایی برسند که جرقه ای در داخل سوئیچ می پرد که ما می توانیم آن را ببینیم.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. Myakishev G.Ya. فیزیک: Proc. برای 11 سلول آموزش عمومی نهادها - م.: آموزش و پرورش، 2010.
2. کاسیانوف V.A. فیزیک. درجه 11: Proc. برای آموزش عمومی نهادها - M.: Bustard، 2005.
3. Gendenstein L.E., Dick Yu.I., Physics 11. - M.: Mnemosyne.

1. پورتال اینترنتی Myshared.ru ().
2. پورتال اینترنتی Physics.ru ().
3. پورتال اینترنتی Festival.1september.ru ().

مشق شب

1. سوالات انتهای بند 15 (ص 45) - Myakishev G.Ya. فیزیک 11 (لیست خواندن توصیه شده را ببینید)
2. کدام هادی دارای اندوکتانس 1 هنری است؟

هدف از درس: برای شکل دادن به این ایده که تغییر در قدرت جریان در یک رسانا موج گردابی ایجاد می کند که می تواند الکترون های متحرک را تسریع یا کند کند.

در طول کلاس ها

بررسی تکالیف به روش نظرسنجی فردی

1. فرمولی برای محاسبه نیروی الکتروموتور القایی برای رسانایی که در میدان مغناطیسی حرکت می کند، دریافت کنید.

2. با استفاده از قانون القای الکترومغناطیسی فرمولی برای محاسبه نیروی الکتروموتور القایی بدست آورید.

3. میکروفون الکترودینامیک در کجا استفاده می شود و چگونه چیده می شود؟

4. وظیفه. مقاومت سیم پیچ 0.03 اهم است. شار مغناطیسی در داخل سیم پیچ به میزان 12 مگاوات کاهش می یابد. چه بار الکتریکی از سطح مقطع حلقه عبور می کند؟

تصمیم گیری ξi=ΔF/Δt; ξi= Iiʹ·R; II =Δq/Δt; ΔF/Δt = Δq R/Δt; Δq = ΔΦΔt/ RΔt; Δq= ΔΦ/R;

یادگیری مطالب جدید

1. خود القایی.

اگر یک جریان متناوب از طریق هادی عبور کند، یک EMF القایی در همان هادی ایجاد می کند - این یک پدیده است.

خود القایی. مدار رسانا نقش دوگانه ای ایفا می کند: یک جریان از طریق آن می گذرد و یک EMF القایی در آن توسط این جریان ایجاد می شود.

بر اساس قانون لنز؛ هنگامی که جریان افزایش می یابد، شدت میدان الکتریکی گردابی در مقابل جریان قرار می گیرد، یعنی. از رشد آن جلوگیری می کند.

در طول کاهش جریان، میدان گرداب آن را حفظ می کند.

مداری را در نظر بگیرید که نشان می دهد قدرت جریان به مقدار معینی می رسد

به تدریج در طول زمان ارزش گذاری می شود.

نمایش آزمایش ها با طرح ها.با استفاده از مدار اول، نحوه ظاهر شدن emf القایی در زمان بسته شدن مدار را نشان خواهیم داد.

هنگامی که کلید بسته می شود، لامپ اول فورا روشن می شود، دومی با تاخیر، به دلیل خودالقایی بزرگ در مداری که سیم پیچ هسته ایجاد می کند.

با کمک مدار دوم، ظاهر EMF القایی را هنگام باز شدن مدار نشان خواهیم داد.

در لحظه باز شدن، یک جریان جهت دار در مقابل جریان اولیه از آمپرمتر عبور می کند.

وقتی باز می شود، جریان ممکن است از مقدار فعلی اصلی بیشتر شود. این بدان معنی است که EMF خود القایی می تواند بیشتر از EMF منبع فعلی باشد.

قیاسی بین اینرسی و خود القایی ترسیم کنید

اندوکتانس

شار مغناطیسی متناسب با بزرگی القای مغناطیسی و قدرت جریان است. F~B~I.

F= L I; که در آن L ضریب تناسب بین جریان و شار مغناطیسی است.

این نسبت اغلب نامیده می شود اندوکتانس حلقهیا ضریب خود القایی.

با استفاده از مقدار اندوکتانس، قانون القای الکترومغناطیسی را می توان به صورت زیر نوشت:

ξis= – ΔΦ/Δt = – L ΔI/Δt

اندوکتانس یک کمیت فیزیکی است که از نظر عددی برابر با EMF خود القایی است که وقتی جریان 1 A در 1 ثانیه تغییر می کند در مدار رخ می دهد.

اندوکتانس را در هانری (H) 1 H = 1 Vs / A اندازه گیری کنید

در مورد اهمیت خود القایی در مهندسی برق و مهندسی رادیو.

نتیجه گیری: هنگامی که یک جریان متغیر از یک هادی عبور می کند، یک میدان الکتریکی گردابی ظاهر می شود.

میدان گرداب با افزایش جریان، سرعت الکترون های آزاد را کاهش می دهد و با کاهش جریان، آن را حفظ می کند.

تلفیق مطالب مورد مطالعه.

– چگونه پدیده خودالقایی را توضیح دهیم؟

- قیاسی بین اینرسی و خود القایی ترسیم کنید.

- اندوکتانس مدار چقدر است، اندوکتانس در چه واحدهایی اندازه گیری می شود؟

- وظیفه. در شدت جریان 5 A، شار مغناطیسی 0.5 mWb در مدار ظاهر می شود. اندوکتانس مدار چقدر خواهد بود؟

تصمیم گیری ΔF/Δt = – L ΔI/Δt; L = ΔF/ΔI; L \u003d 1 10-4H

جمع بندی درس

تکالیف: §15، تکرار. §13، پیشین 2 شماره 10

1. هدف درس: تدوین قانون کمی القای الکترومغناطیسی. دانش آموزان باید یاد بگیرند که EMF القای مغناطیسی چیست و شار مغناطیسی چیست. پیشرفت درس بررسی تکالیف ...
2. هدف درس: ایجاد ایده وجود مقاومت فقط در مدار جریان متناوب در دانش آموزان - اینها مقاومت های خازنی و القایی هستند. پیشرفت درس بررسی تکالیف ...
3. هدف درس: ایجاد ایده ای در مورد انرژی که جریان الکتریکی در یک هادی دارد و انرژی میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط جریان. پیشرفت درس بررسی تکالیف با تست ...
4. هدف از درس: معرفی مفهوم نیروی الکتروموتور. قانون اهم را برای مدار بسته دریافت کنید. ایجاد ایده ای در مورد تفاوت بین EMF، ولتاژ و اختلاف پتانسیل در دانش آموزان. حرکت...
5. هدف درس: ایجاد درک دانش آموزان از مقاومت فعال در مدار جریان متناوب و مقدار موثر جریان و ولتاژ. پیشرفت درس چک کردن خانه...
6. هدف از درس: ایجاد این مفهوم که EMF القایی می تواند در یک هادی ثابت که در یک میدان مغناطیسی در حال تغییر قرار دارد یا در یک هادی متحرک در یک ثابت رخ دهد ...
7. هدف از درس: پیدا کردن چگونگی کشف القای الکترومغناطیسی. برای شکل دادن به مفهوم القای الکترومغناطیسی، اهمیت کشف فارادی برای مهندسی برق مدرن. دوره درس 1. تجزیه و تحلیل کار کنترلی ...
8. هدف از درس: در نظر گرفتن دستگاه و اصل عملکرد ترانسفورماتورها. شواهدی ارائه دهید که جریان الکتریکی هرگز چنین کاربرد گسترده ای نداشت، اگر زمانی ...
9. هدف درس: پیدا کردن علت EMF القایی در هادی های متحرک که در یک میدان مغناطیسی ثابت قرار می گیرند. دانش آموزان را به این نتیجه برسانید که یک نیرو بر روی بارها عمل می کند ...
10. هدف از درس: کنترل جذب توسط دانش آموزان موضوع مورد مطالعه، توسعه تفکر منطقی، بهبود مهارت های محاسباتی. دوره درس سازماندهی دانش آموزان برای انجام آزمون گزینه 1 شماره 1. پدیده...
11. هدف از درس: ایجاد درک دانش آموزان از میدان های الکتریکی و مغناطیسی، به عنوان یک کل واحد - میدان الکترومغناطیسی. پیشرفت درس بررسی تکالیف با تست ...
12. هدف درس: آزمایش دانش دانش آموزان در مورد موضوع مورد مطالعه، بهبود مهارت های حل مسائل در انواع مختلف. پیشرفت درس بررسی تکالیف پاسخ های دانش آموزان بر اساس آماده شده در خانه ...
13. هدف درس: تکرار و خلاصه کردن دانش در مورد موضوع تحت پوشش. بهبود توانایی تفکر منطقی، تعمیم، حل مسائل کیفی و محاسباتی. پیشرفت درس بررسی تکالیف 1 ....
14. هدف از درس: به دانش آموزان ثابت شود که نوسانات الکترومغناطیسی آزاد در مدار کاربرد عملی ندارند. از نوسانات اجباری بدون میرا استفاده می شود که در عمل کاربرد زیادی دارند. حرکت...
15. هدف از درس: ایجاد مفهوم مدول القای مغناطیسی و نیروی آمپر. قادر به حل مسائل برای تعیین این مقادیر باشد. دوره درس بررسی تکالیف به روش فردی ...

اسلاید 2

خود القایی

هر رسانایی که جریان الکتریکی از آن عبور می کند در میدان مغناطیسی خود قرار دارد.

اسلاید 3

هنگامی که قدرت جریان در هادی تغییر می کند، میدان m تغییر می کند، یعنی. شار مغناطیسی ایجاد شده توسط این جریان تغییر می کند. تغییر در شار مغناطیسی منجر به ظهور یک میدان الکتریکی گردابی می شود و یک EMF القایی در مدار ظاهر می شود.

اسلاید 4

خود القایی - پدیده وقوع EMF القایی در یک مدار الکتریکی در نتیجه تغییر در قدرت جریان. emf حاصل را emf خود القایی می نامند.

اسلاید 5

تجلی پدیده خود القایی

اسلاید 6

نتیجه گیری در مهندسی برق، پدیده خودالقایی زمانی خود را نشان می دهد که مدار بسته شود (جریان الکتریکی به تدریج افزایش می یابد) و با باز شدن مدار (جریان الکتریکی بلافاصله از بین نمی رود).

اسلاید 7

اندوکتانس

EMF خود القایی به چه چیزی بستگی دارد؟ جریان الکتریکی میدان مغناطیسی خود را ایجاد می کند. شار مغناطیسی از مدار با القای میدان مغناطیسی (Ф ~ B) متناسب است، القاء متناسب با قدرت جریان در هادی (B ~ I) است، بنابراین شار مغناطیسی متناسب با قدرت جریان است (Ф ~ I). ). EMF خود القایی به سرعت تغییر قدرت جریان در مدار الکتریکی، به خواص هادی (اندازه و شکل) و به نفوذپذیری مغناطیسی نسبی محیطی که هادی در آن قرار دارد بستگی دارد. کمیت فیزیکی که وابستگی EMF خود القایی را به اندازه و شکل هادی و محیطی که هادی در آن قرار دارد نشان می دهد، ضریب خود القایی یا اندوکتانس نامیده می شود.

اسلاید 8

اندوکتانسی - فیزیکی. مقداری که از نظر عددی برابر با EMF خود القایی است که در مدار زمانی اتفاق می‌افتد که قدرت جریان 1 آمپر در 1 ثانیه تغییر کند.

اسلاید 9

همچنین اندوکتانس را می توان با فرمول محاسبه کرد:

در جایی که F شار مغناطیسی در مدار است، I قدرت جریان در مدار است.

اسلاید 10

واحدهای SI برای اندوکتانس:

اسلاید 11

اندوکتانس یک سیم پیچ به موارد زیر بستگی دارد:

تعداد چرخش ها، اندازه و شکل سیم پیچ، و نفوذپذیری مغناطیسی نسبی محیط (یک هسته امکان پذیر است).

اسلاید 12

EMF خود القایی

EMF خود القایی از افزایش قدرت جریان در هنگام روشن شدن مدار و کاهش قدرت جریان هنگام باز شدن مدار جلوگیری می کند.

اسلاید 13

انرژی میدان مغناطیسی جریان

در اطراف یک هادی با جریان یک میدان مغناطیسی وجود دارد که دارای انرژی است. از کجا آمده است؟ منبع جریان موجود در مدار الکتریکی دارای ذخیره انرژی است. در لحظه بسته شدن مدار الکتریکی، منبع جریان بخشی از انرژی خود را برای غلبه بر عمل EMF در حال ظهور خود القایی صرف می کند. این بخش از انرژی که خود انرژی جریان نامیده می شود به سمت تشکیل میدان مغناطیسی می رود. انرژی میدان مغناطیسی برابر با خود انرژی جریان است. خود انرژی جریان از نظر عددی برابر با کاری است که منبع جریان برای غلبه بر EMF خود القایی به منظور ایجاد جریان در مدار باید انجام دهد.

اسلاید 14

انرژی میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط جریان با مجذور قدرت جریان نسبت مستقیم دارد. انرژی میدان مغناطیسی پس از توقف جریان در کجا ناپدید می شود؟ - برجسته است (زمانی که مداری با جریان به اندازه کافی بزرگ باز می شود، ممکن است جرقه یا قوس ایجاد شود)

مشاهده همه اسلایدها

ترم 1

الکترودینامیکس

3. میدان الکترومغناطیسی

درس 9/36

موضوع. خود القایی. اندوکتانس

هدف از درس: گسترش درک دانش آموزان از پدیده القای الکترومغناطیسی. ماهیت پدیده خودالقایی را توضیح دهد.

نوع درس: درس آموزی مطالب جدید.

طرح درس

کنترل دانش		1. پدیده القای الکترومغناطیسی. 2. قانون القای الکترومغناطیسی. 3. قانون لنز.
تظاهرات		1. پدیده خود القایی در هنگام باز و بسته شدن دایره. 2. استفاده از خود القایی برای روشن کردن لامپ فلورسنت. 3. قطعاتی از فیلم ویدئویی "پدیده خود القایی".
یادگیری مطالب جدید		1. خود القایی. 2. EMF خود القایی. 3. اندوکتانس
تلفیق مطالب مورد مطالعه		1. سوالات کیفی. 2. یادگیری حل مسائل.

مطالعه مواد جدید

سطح اول

1. سوئیچ در چه لحظه ای جرقه می زند: در صورت بسته شدن یا باز شدن دایره؟

2. چه زمانی می توان پدیده خود القایی را در مدار DC مشاهده کرد؟

3. چرا تغییر فوری قدرت جریان در مدار بسته غیرممکن است؟

مرحله دوم

1. مقدار مدول بردار القای مغناطیسی چگونه به قدرت جریان بستگی دارد؟

2. آزمایشات نشان می دهد که اندوکتانس سیم پیچ متناسب با افزایش تعداد چرخش در سیم پیچ افزایش می یابد. چگونه می توان این واقعیت را توضیح داد؟

پیکربندی مواد مورد مطالعه

) . سوالات کیفی

1. چرا وقتی قوس تراموا از سیم بالای سر می شکند جرقه ایجاد می شود؟

2. یک آهنربای الکتریکی با هسته باز به مدار DC متصل است. هنگامی که آرمیچر هسته را می بندد، در کوتاه مدت قدرت جریان در مدار کاهش می یابد. چرا؟

3. چرا موتورهای الکتریکی قدرتمند با استفاده از رئوستات به آرامی و به آرامی از برق جدا می شوند؟

) . آموزش حل مسائل

1. یک سیم پیچ ابررسانا با اندوکتانس 5 H به منبع جریان با EMF 20 ولت و مقاومت داخلی بسیار کم بسته می شود. با فرض اینکه جریان در سیم پیچ به طور یکنواخت افزایش می یابد، مدت زمانی که طول می کشد تا جریان به 10 آمپر برسد را تعیین کنید.

راه حل ها جریان در سیم پیچ به دلیل پدیده خود القایی به تدریج افزایش می یابد. بیایید از قانون اهم برای یک مدار کامل استفاده کنیم: EMF کل مدار که از EMF منبع و EMF خود القایی تشکیل شده است کجاست: سپس قانون اهم شکل می گیرد.

طرح کلی درس فیزیک "خود القایی. اندوکتانس انرژی میدان مغناطیسی جریان "(درجه 8)

موضوع درس: خود القایی. اندوکتانس انرژی میدان مغناطیسی.

هدف : شکل گیری مفهوم پدیده خود القایی، تجلی آن در مدارهای جریان الکتریکی. استفاده از خود القایی در دستگاه های الکتریکی.

وظایف:

آموزشی: دانش دانش آموزان در مورد پدیده القای الکترومغناطیسی را تکرار کنید، آنها را عمیق تر کنید. بر این اساس به بررسی پدیده خود القایی می پردازد.

آموزشی: برای پرورش علاقه به موضوع، سخت کوشی و توانایی ارزیابی دقیق پاسخ های رفقا. نشان دادن اهمیت روابط علت و معلولی در شناخت پدیده ها.

در حال توسعه: توسعه تفکر فیزیکی دانش آموزان، گسترش دستگاه مفهومی دانش آموزان، شکل گیری مهارت های تجزیه و تحلیل اطلاعات، نتیجه گیری از مشاهدات و آزمایش ها.

نوع درس: درس یادگیری مطالب جدید

تجهیزات:سلف هسته - دمو، منبع تغذیه، کلید، دو لامپ 3.5 ولت، رئوستات 100 اهم، لامپ نئون 200 ولت.

تجربیات: 1) تجربه در مشاهده پدیده خود القای زمانی که مدار بسته است. 2) تجربه در مشاهده پدیده خود القایی هنگام باز شدن مدار.

طرح درس:

زمان سازماندهی

به روز رسانی دانش پایه

انگیزه

یادگیری مطالب جدید.

تحکیم.

مشق شب.

در طول کلاس ها

زمان سازماندهی(1 دقیقه)

به روز رسانی دانش پایه

پدیده القای الکترومغناطیسی چیست؟

کدام فرضیه فارادی منجر به کشف القای الکترومغناطیسی شد؟

فارادی چگونه پدیده القای الکترومغناطیسی را کشف کرد؟

در چه شرایطی جریان القایی در سیم پیچ ایجاد می شود؟

چه چیزی جهت جریان القایی را تعیین می کند؟

دافعه حلقه آلومینیومی وقتی آهنربا در آن قرار می گیرد و جذب آهنربا هنگام خارج شدن از حلقه چیست؟

چرا یک حلقه آلومینیومی برش خورده با آهنربای متحرک تعامل نمی کند؟

قانون لنز را تدوین کنید.

چگونه از قانون لنز برای تعیین جهت جریان القایی در هادی استفاده کنیم؟

3 . انگیزه

پایه های الکترودینامیک توسط آمپر در سال 1820 پایه گذاری شد. کار آمپر الهام بخش بسیاری از مهندسان برای طراحی وسایل فنی مختلف از جمله موتور الکتریکی (طراح B.S. Jacobi)، تلگراف (S. Morse)، آهنربای الکتریکی است که توسط دانشمند مشهور آمریکایی هنری طراحی شده است. با ایجاد آهنرباهای الکتریکی مختلف، دانشمند در سال 1832 پدیده جدیدی را در الکترومغناطیس کشف کرد - پدیده خود القایی. در این درس در این مورد صحبت خواهیم کرد.

4. یادگیری مطالب جدید.

یک مورد خاص از القای الکترومغناطیسی را در نظر بگیرید: وقوع یک جریان القایی در یک سیم پیچ زمانی که قدرت جریان در آن تغییر می کند.

برای انجام این کار، آزمایش نشان داده شده در شکل را انجام می دهیم. مدار را با کلید Kl می بندیم. لامپ L1 بلافاصله روشن می شود و L2 - با تاخیر تقریباً 1 ثانیه. دلیل تاخیر به شرح زیر است. با توجه به پدیده القای الکترومغناطیسی، جریان های القایی در رئوستات و در سیم پیچ ایجاد می شوند. آنها از افزایش قدرت جریان I 1 و I 2 جلوگیری می کنند (این از قانون Lenz و قانون دست راست ناشی می شود). اما در سیم پیچ K، جریان القایی بسیار بیشتر از رئوستات P خواهد بود، زیرا سیم پیچ تعداد چرخش های بسیار بیشتری دارد و یک هسته دارد، یعنی اندوکتانس بیشتری نسبت به رئوستات دارد.

ما در آزمایش خود پدیده خود القایی را مشاهده می کنیم.

پدیده خودالقایی عبارت است از وقوع جریان القایی در سیم پیچ با تغییر شدت جریان در آن. در این حالت جریان القایی حاصل را جریان خود القایی می نامند. این پدیده توسط جوزف هنری و تقریباً همزمان با کشف پدیده القای الکترومغناطیسی توسط فارادی کشف شد.

خود القایی هنگام باز کردن مدار الکتریکی و انرژی میدان مغناطیسی.ظهور یک جریان القایی قدرتمند هنگام باز شدن مدار نشان می دهد که میدان مغناطیسی جریان در سیم پیچ دارای انرژی است. با کاهش انرژی میدان مغناطیسی است که کار برای ایجاد جریان القایی انجام می شود. در این لحظه لامپ Ln چشمک می زند که در شرایط عادی با ولتاژ 200 ولت روشن می شود. و این انرژی زودتر، زمانی که مدار بسته می شد، جمع می شد، زمانی که به دلیل انرژی منبع جریان، کار برای غلبه بر جریان خود القایی انجام شد که از افزایش جریان در مدار و میدان مغناطیسی آن جلوگیری می کرد.

اندوکتانس- این مقدار برابر با EMF خود القایی است هنگامی که قدرت جریان در هادی 1 A در 1 ثانیه تغییر می کند. واحد اندوکتانس هنری (H) است. 1 H = 1 V s/A. 1 henry اندوکتانس چنین رسانایی است که در آن EMF خود القایی 1 ولت با نرخ تغییر قدرت جریان 1 A / s رخ می دهد. L را اندوکتانس می گویند. نمایش سلف های مختلف مورد استفاده در مهندسی رادیو و مهندسی برق. ما از جزوات برای مشاهده دانش آموزان استفاده می کنیم. (القاء کننده ها)

لامپ فلورسنتمنابع نور تخلیه گاز هستند. شار نورانی آنها به دلیل درخشش فسفرها ایجاد می شود که تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفش تخلیه قرار می گیرند. درخشش قابل مشاهده آن معمولاً از 1-2٪ تجاوز نمی کند. لامپ های فلورسنت (LL) به طور گسترده ای در روشنایی انواع مختلف محل استفاده می شود. بازده نوری آنها چندین برابر بیشتر از لامپ های رشته ای معمولی است. یک دستگاه استارت به عنوان سوئیچ استفاده می شود. استارت یک لامپ درخشنده کوچک تخلیه گاز است. فلاسک شیشه ای با گاز بی اثر (مخلوط نئون یا هلیوم-هیدروژن) پر شده و در یک محفظه فلزی یا پلاستیکی قرار می گیرد. هنگامی که مدار برای ولتاژ اصلی روشن می شود، به طور کامل به استارت اعمال می شود. الکترودهای استارتر باز هستند و یک تخلیه درخشان در آن رخ می دهد. جریان کمی (20-50 میلی آمپر) در مدار جریان می یابد. این جریان الکترودهای دو فلزی را گرم می کند و آنها با خم شدن مدار را می بندند و تخلیه درخشش در استارت متوقف می شود. پس از روشن شدن لامپ، جریانی برابر با جریان نامی کارکرد لامپ در مدار برقرار می شود. این جریان باعث افت ولتاژی در سرتاسر سلف می شود که ولتاژ لامپ تقریباً برابر با نصف ولتاژ نامی شبکه می شود. از آنجایی که استارت به صورت موازی با لامپ وصل می شود، ولتاژ روی آن برابر با ولتاژ لامپ خواهد بود و به دلیل اینکه جرقه زدن تخلیه تابش در استارت کافی نیست، الکترودهای آن در زمان باز می مانند. لامپ می سوزد

5. تحکیم.

1. چه پدیده ای در آزمایش مورد مطالعه قرار گرفت.
2. پدیده خود القایی چیست؟
3. آیا جریان خود القایی در هادی حامل جریان مستقیم می تواند رخ دهد؟ اگر نه، لطفا توضیح بدهید که چرا؛ اگر چنین است، تحت چه شرایطی
4. با کاهش چه انرژی کار برای ایجاد جریان القایی در هنگام باز شدن مدار انجام شد؟

5. چه حقایقی ثابت می کند که میدان مغناطیسی انرژی دارد؟

6. اندوکتانس چیست؟

7. واحد اندوکتانس SI چیست و چه نام دارد؟

8. چوک چیست و چرا هنگام کار با لامپ فلورسنت به آن نیاز است؟

وظیفه 1.اگر با تغییر تدریجی قدرت جریان از 5 به 10 آمپر در 0.1 ثانیه، EMF خود القایی برابر با 20 ولت ایجاد شود، اندوکتانس سیم پیچ چقدر است؟