TUJUAN PEKERJAAN:

Biasakan diri Anda dengan perangkat dan prinsip pengoperasian peralatan untuk galvanisasi.

Tentukan karakteristik elemen utama dari rangkaian listrik peralatan untuk galvanisasi.

PERALATAN:

peralatan untuk galvanisasi, osiloskop elektronik.

NILAI METODE

Dalam praktik medis, aksi arus searah banyak digunakan. Dengan bantuan galvanisasi, mereka mempengaruhi kedua organ individu (hati, jantung, kelenjar tiroid, dll.), Dan seluruh tubuh. Misalnya, galvanisasi "area kerah" melalui iritasi kelenjar simpatis serviks menyebabkan stimulasi sistem kardiovaskular, peningkatan proses metabolisme. Oleh karena itu, metode ini digunakan dalam pengobatan berbagai penyakit:

sistem saraf perifer;

sistem syaraf pusat;

hipertensi dan tukak lambung;

dalam kedokteran gigi - melanggar trofisme atau radang jaringan di rongga mulut, dll.

Seringkali, galvanisasi dikombinasikan dengan pengenalan ke dalam jaringan tubuh zat obat yang terdisosiasi menjadi ion dalam larutan. Prosedur ini disebut elektroforesis terapeutik atau elektroforesis zat obat. Perawatan elektro dengan arus searah dan pengenalan obat ke dalam jaringan tubuh dilakukan dengan menggunakan alat galvanisasi.

BAGIAN TEORITIS

Metode terapeutik, yang menggunakan efek pada jaringan tubuh dari arus searah berkekuatan kecil (hingga 50 miliampere) disebut galvanisasi.

Untuk melakukan prosedur galvanisasi dan elektroforesis terapeutik, diperlukan sumber tegangan konstan, dilengkapi dengan potensiometer untuk mengatur kekuatan arus selama berbagai prosedur dan alat pengukur. Sebagai sumber seperti itu, sebagai aturan, penyearah AC semikonduktor dari jaringan pencahayaan digunakan. Diagram rangkaian peralatan untuk galvanisasi (Gbr. 1) berisi transformator 3, penyearah 5 pada dua dioda, filter pemulusan dua resistor 7 dan tiga kapasitor 6, potensiometer penyetel 8 dan miliammeter 9 dengan shunt dan a sakelar 10 untuk mengukur arus di sirkuit pasien.

Beras. 1. Sirkuit listrik peralatan untuk galvanisasi.

(1 - sakelar listrik, 2 - sakelar tegangan listrik, 3 - transformator, 4 - lampu indikator, 5 - dioda, 6 - kapasitor, 7 - resistor, 8 - potensiometer penyetel, 9 - miliammeter, shunt 10 - miliammeter, 11 - terminal tegangan keluaran).

Trafo pada peralatan galvanis menurunkan tegangan dari jaringan (AB, Gbr. 1). Selain itu, kehadirannya wajib untuk keselamatan pasien (3, Gbr. 1). Hubungan induktif antara belitan primer dan sekunder transformator tidak termasuk kemungkinan hubungan langsung antara sirkit yang berisi elektroda yang dipasang ke tubuh pasien dan jaringan tegangan bolak-balik yang dihubungkan dengan peralatan. Jika tidak, dalam kondisi tertentu (misalnya, jika pasien tidak sengaja diarde), cedera listrik dapat terjadi.

Penyearahan arus bolak-balik (mengubahnya menjadi arus searah) dilakukan dengan menggunakan dioda semikonduktor (5, Gbr. 1). Semikonduktor adalah zat kristal padat, yang konduktivitas listriknya adalah perantara antara konduktivitas listrik konduktor dan dielektrik. Konduktivitas listrik semikonduktor sangat tergantung pada kondisi eksternal (suhu, iluminasi, medan listrik eksternal, radiasi pengion, dll.). Jadi, pada suhu yang sangat rendah mendekati nol mutlak (-273 ), semikonduktor berperilaku seperti dielektrik, tidak seperti kebanyakan konduktor yang masuk ke keadaan superkonduktor. Ketika suhu naik, resistansi konduktor terhadap arus listrik meningkat, dan resistansi semikonduktor berkurang.

Bahkan pada suhu kamar, konduktivitas listrik semikonduktor murni, yang disebut intrinsik, kecil, yang merupakan konsekuensi dari lubang yang terbentuk secara acak (tempat kosong dalam atom kisi) dan elektron bebas (pembawa muatan utama) dalam jumlah yang hampir sama. Ketika sebagian kecil dari pengotor ditambahkan ke semikonduktor murni, konduktivitas listriknya meningkat secara signifikan.

Tindakan dioda semikonduktor didasarkan pada fenomena pembentukan perbedaan potensial kontak di zona persimpangan dua semikonduktor dengan berbagai jenis konduktivitas:

semikonduktor tipe-n (elektron adalah pembawa muatan utama);

semikonduktor tipe-p (lubang adalah pembawa muatan utama).

Semikonduktor tipe n dan p dapat diperoleh dengan bantuan pengotor. Misalnya, ketika atom arsenik pengotor dengan lima elektron dari lapisan valensi (As) dimasukkan ke dalam germanium (Ge), setiap atom pengotor menggantikan atom germanium. Empat elektron dari atom pengotor membentuk ikatan kovalen dengan elektron valensi atom germanium tetangga, sedangkan elektron kelima tetap bebas dan dapat menjadi pembawa arus. Kotoran yang memiliki valensi lebih tinggi dibandingkan dengan elemen utama disebut donor, karena mereka memasukkan elektron berlebih ke dalam kristal, dan kristal dengan atom pengotor seperti itu disebut kristal tipe-n. Di bawah aksi medan konstan eksternal, elektron bebas akan bergerak menuju elektroda positif.

Jika atom pengotor dengan tiga elektron dari lapisan valensi, misalnya, atom indium, dimasukkan ke germanium murni, atom pengotor menggantikan atom dalam kisi kristal germanium. Untuk membentuk ikatan kovalen yang lengkap, atom pengotor menempati elektron keempat dari atom germanium yang berdekatan. Dalam hal ini, salah satu ikatan kovalen dari atom tetangga terputus. Ikatan kovalen yang tidak terisi disebut hole; ia memiliki sifat elektron dengan muatan positif. Kotoran bervalensi rendah disebut akseptor. Germanium yang mengandung atom akseptor adalah kristal tipe-p. Menerapkan medan konstan ke kristal tipe-p menyebabkan lubang bergerak menuju elektroda negatif. Berkenaan dengan aliran arus, aliran lubang dari elektroda positif ke elektroda negatif memiliki efek yang sama seperti aliran elektron dari elektroda negatif ke positif.

Kontak semikonduktor tipe-p dan n disebut sambungan lubang-elektron.

Di zona kontak semikonduktor ini, lubang dan elektron terkonsentrasi jauh dari persimpangan (Gbr. 2). Hal ini dijelaskan oleh imobilitas hampir lengkap atom donor dan akseptor dalam kisi kristal dibandingkan dengan mobilitas lubang dan elektron. Pengaruh muatan total atom donor dimanifestasikan dalam tolakan lubang ke kiri dari sambungan p-n, dan muatan total atom akseptor mempengaruhi elektron sehingga elektron ditolak dari sambungan p-n ke kanan. Dalam hal ini, apa yang disebut penghalang potensial terbentuk yang mencegah aliran lubang dan elektron. Dengan demikian, lapisan batas memperoleh resistansi yang sangat tinggi untuk elektron pada arah n-p dan lubang pada arah p-n dan disebut lapisan penghalang.

Faktanya, lapisan ini bertindak seperti baterai kecil dengan kekuatan medan E" (ditunjukkan pada Gambar. 2 dengan garis putus-putus). Untuk menggunakan sambungan p-n untuk penyearahan, baterai eksternal dihubungkan untuk membantu atau menghalangi pengoperasian baterai yang setara dengan penghalang potensial.

Beras. 2. Pembentukan beda potensial kontak.

(- akseptor, "+" - lubang, - donor, "-" - elektron)

Selain pembawa muatan mayoritas dalam semikonduktor, ada pembawa muatan minoritas:

dalam semikonduktor tipe-p, elektron;

dalam semikonduktor tipe-n, ada lubang.

Jika kita menghubungkan kutub positif sumber tegangan ke semikonduktor tipe-p, dan kutub negatif sumber tegangan ke semikonduktor tipe-n (Gbr. 3a), maka kuat medan luar E, berlawanan arah dengan kekuatan E ", akan memindahkan pembawa muatan utama di masing-masing semikonduktor menuju lapisan kontak. Konsentrasi mereka di area kontak meningkat secara signifikan dan konduktivitas listrik lapisan dipulihkan. Akibatnya, lapisan penghalang berkurang, dan resistansi turun. Listrik arus dalam arah ini disediakan oleh pembawa muatan utama.Arah di persimpangan p-n ini disebut langsung atau melalui.

Jika Anda mengubah polaritas tegangan eksternal yang diterapkan (Gbr. 3b), maka intensitas medan eksternal E, yang searah dengan intensitas E ", akan menyebabkan pergerakan pembawa muatan utama di setiap semikonduktor dari lapisan kontak dalam arah yang berlawanan. Lapisan pemblokiran akan mengembang dan resistansinya akan meningkat secara signifikan. Arus yang melalui kontak akan berkurang tajam. Ini akan dilakukan oleh pergerakan hanya pembawa muatan minoritas, yang konsentrasinya dalam semikonduktor adalah sangat kecil. Arah di persimpangan pn ini disebut pemblokiran.

Pengoperasian dioda semikonduktor didasarkan pada prinsip ini. Jika resistansi beban (misalnya, jaringan biologis) dihubungkan secara seri ke dioda semikonduktor dan tegangan bolak-balik diterapkan padanya, maka arus akan melewati resistansi beban hanya dalam satu arah. Konversi ini disebut penyearah AC.

Beras. Gambar 3. Aliran arus dalam rangkaian yang mengandung transisi lubang elektron (a – mode transmisi, b – mode pemblokiran).

Mode saat ini untuk p-n - transisi ketika sumber eksternal EMF terhubung ke dioda semikonduktor ditunjukkan pada gambar. 4.

dengan nilai tegangan positif (mode transmisi), arus meningkat tajam;

dengan nilai tegangan negatif (mode penguncian), arus berubah sangat lambat, hingga tegangan tembus U pr dioda dan hilangnya sifat penyearah.

Beras. 4. Karakteristik volt-ampere dioda semikonduktor.

Grafik tegangan AC berbentuk sinusoida (Gbr. 5a). Jika dilewatkan melalui satu dioda, maka, karena konduksi satu sisi, sinyal keluaran akan mengambil bentuk yang ditunjukkan pada Gambar 5b.

Aparatus galvanis menggunakan dua dioda semikonduktor (5, Gbr. 1) yang dihubungkan ke terminal A dan B dari belitan sekunder transformator (3). Ketika potensi titik A lebih tinggi dari potensi titik B, arus mengalir melalui dioda atas. Dioda bawah terkunci saat ini. Pada setengah periode berikutnya, ketika potensi titik B lebih tinggi dari potensi titik A, arus akan mengalir melalui dioda yang lebih rendah. Akibatnya, pada titik C, nilai potensial tidak akan mengambil nilai negatif (relatif terhadap titik D), dan ketika beban eksternal terhubung ke titik-titik tersebut, arus akan mengalir hanya dalam satu arah. Dengan demikian, penyearah gelombang penuh dari tegangan bolak-balik diperoleh (Gbr. 5c).

Untuk menghaluskan riak tegangan, digunakan filter listrik, yang terdiri dari kapasitor tunggal, atau kapasitor dan resistor (6.7 pada Gambar 1), atau jenis filter lainnya.

Beras. 5. Grafik ketergantungan waktu: a) tegangan AC, b) tegangan disearahkan pada satu dioda, c) tegangan disearahkan pada dua dioda.

Tindakan filter RC didasarkan pada ketergantungan hambatan listrik kapasitansi X C pada frekuensi :

X C = . (1)

Saat memilih elemen, kondisi berikut harus dipenuhi:

Saat tegangan riak naik, kapasitor filter (6) diisi (muatannya bertambah hingga tegangan ini mencapai nilai maksimumnya). Dalam jeda antara pulsa tegangan, kapasitor dilepaskan ke beban (8, Gbr. 1), menciptakan arus pelepasan yang mengalir ke arah yang bertepatan dengan arah tegangan pulsa. Akibatnya, tegangan keluaran menjadi bentuk yang halus (Gbr. 6).

Pengaturan tegangan yang disuplai melalui elektroda ke pasien dilakukan menggunakan potensiometer (8, Gbr. 1): tegangan maksimum pada output perangkat akan berada di posisi atas kontak bergerak, dan nilai nol akan berada pada posisi yang lebih rendah.

Saat melakukan prosedur, perlu untuk mengontrol jumlah arus yang melewati pasien. Ini dilakukan dengan menggunakan miliammeter (9, Gbr. 1). Menghubungkan shunt (10, Gbr. 1) memungkinkan Anda untuk meningkatkan skala skala miliammeter.

Beras. Gambar 6. Grafik sinyal setelah melewati filter listrik (garis putus-putus menunjukkan sinyal input yang berdenyut).

Arus diterapkan ke pasien menggunakan elektroda, di mana bantalan yang dibasahi dengan air atau garam ditempatkan. Ini diperlukan untuk menghilangkan efek "kauterisasi" jaringan di bawah elektroda oleh produk elektrolisis. Memang, jaringan hidup tubuh mengandung produk elektrolisis ion natrium klorida - Na + dan Cl -. Ketika berinteraksi di permukaan kulit dengan ion air (H+, OH–) yang ada dalam fase cair, mereka membentuk alkali NaOH di bawah elektroda negatif, dan asam klorida HCl di bawah elektroda positif. Oleh karena itu, dalam semua kasus aplikasi arus searah, elektroda logam tidak dapat diterapkan langsung ke permukaan tubuh.

Jaringan tubuh terdiri dari sel-sel yang dikelilingi oleh cairan jaringan. Sistem seperti itu terdiri dari dua media yang menghantarkan arus dengan relatif baik (cairan jaringan dan sitoplasma sel), dipisahkan oleh lapisan konduktif yang buruk - membran sel (membran).

Efek utama arus searah pada jaringan tubuh adalah karena pergerakan partikel bermuatan yang ada di dalamnya, terutama elektrolit jaringan, serta partikel koloid yang menyerap ion. Medan listrik eksternal menyebabkan penundaan dan akumulasi ion di dekat membran dalam elemen jaringan (di dalam sel dan cairan ekstraseluler), mengubah konsentrasi biasanya (Gbr. 7). Akibatnya, membran ditandai dengan:

pembentukan lapisan listrik ganda;

fenomena polarisasi;

penciptaan potensi difusi;

perubahan biopotensial, dll.

Beras. 7. Distribusi ion pada membran sel selama galvanisasi (E - elektroda).

Hasil paparan aktif menjadi terlihat pada tingkat makro: kemerahan pada kulit (hiperemia) terjadi di bawah elektroda karena vasodilatasi. Semua proses ini mempengaruhi keadaan fungsional sel. Ada peningkatan regenerasi jaringan (serabut saraf perifer, otot, epitel) dan fungsi pengaturan sistem saraf. Mekanisme ini menentukan penggunaan galvanisasi untuk tujuan terapeutik. Namun, perlu dicatat sekali lagi bahwa tindakan utama arus searah pada jaringan tubuh didasarkan pada: fenomena polarisasi pada permukaan biomembran.

Selama proses perawatan, elektroda dengan bantalan dipasang di tempat yang sesuai di permukaan tubuh ("galvanisasi transserebral", "kerah galvanik", dll.).

Harus diingat bahwa, setelah mengatasi lapisan kulit dan lemak subkutan di bawah elektroda, arus bercabang dan melewati jaringan dan organ yang terletak dalam melalui media dengan resistensi rendah (cairan jaringan, darah, getah bening, selubung saraf, dll. ). Akibatnya, sejumlah organ dan sistem pasien terpengaruh secara bersamaan.

BAGIAN PRAKTIS

Dalam pekerjaan ini, peralatan galvanis digunakan, di panel samping di mana sakelar sakelar ditampilkan, memungkinkan Anda untuk menghubungkan bloknya secara terpisah. Untuk mengamati bentuk sinyal listrik, osiloskop dihubungkan ke perangkat.

Materi tersebut menyertai praktikum fisika di kelas 11. Pada awal pelajaran, tujuan ditetapkan untuk siswa, dan ada pengulangan singkat dari teori.

Kemudian kemajuan pekerjaan dibahas dan eksperimen dilakukan. Hasil pengamatan disusun dalam buku catatan berupa gambar-gambar yang memerlukan penjelasan. Dan di akhir pekerjaan, kesimpulan diambil.

Lihat konten dokumen
"Pekerjaan laboratorium "Mempelajari fenomena induksi elektromagnetik""

Pekerjaan laboratorium

"Mempelajari fenomena induksi elektromagnetik"

Belyan L.F.,

guru fisika MBOU "Sekolah Menengah No. 46"

Bratsk

Sasaran:

• jelajahi kondisi

terjadinya induksi

arus dalam konduktor tertutup;

• pastikan itu adil

aturan Lenz;

• mengetahui faktor-faktor yang

tergantung pada kekuatan arus induksi.

Peralatan:

• milimeter ( bu)

atau mikroammeter ( A ),

• magnet busur,
• kumparan kawat.

Proses kerja

1. Merakit sirkuit yang terdiri dari kumparan dan miliammeter. Turunkan magnet permanen di dalam kumparan, tentukan arah arus induktif yang dihasilkan.

Proses kerja

2. Lepaskan magnet dari koil. Apakah arah arus induksi berubah? Gambarlah diagram percobaan yang disederhanakan di buku catatan Anda.

3. Apakah akan ada arus induksi ketika magnet dalam keadaan diam relatif terhadap kumparan.

Bagaimana ini bisa dibuktikan?

Membuat laporan kerja:

Membuat laporan kerja:

Merumuskan kesimpulan untuk setiap item pekerjaan.

1. Bagaimana fluks magnet yang menembus kumparan berubah (bertambah, berkurang, tidak berubah)?

2. Bagaimana arah garis induksi magnet dari medan magnet permanen?

3. Bagaimana garis-garis medan magnet dari arus induksi diarahkan?

4. Tentukan kutub-kutub medan magnet pada kumparan.

5. Tentukan arah arus induksi menurut aturan tangan kanan.

Kesimpulan:

1. Apa yang menentukan arah arus induksi?

2. Apa yang menentukan besarnya arus induktif?

Rencana belajar

Topik pelajaran: Pekerjaan laboratorium: "Mempelajari fenomena induksi elektromagnetik"

Jenis pekerjaan - campuran.

Jenis pelajaran digabungkan.

Tujuan pembelajaran pelajaran: mempelajari fenomena induksi elektromagnetik

Tujuan pelajaran:

Pendidikan:mempelajari fenomena induksi elektromagnetik

Mengembangkan. Untuk mengembangkan kemampuan mengamati, membentuk gagasan tentang proses pengetahuan ilmiah.

pendidikan. Kembangkan minat kognitif pada subjek, kembangkan kemampuan mendengarkan dan didengar.

Hasil pendidikan yang direncanakan: berkontribusi untuk memperkuat orientasi praktis dalam pengajaran fisika, pembentukan keterampilan untuk menerapkan pengetahuan yang diperoleh dalam berbagai situasi.

Kepribadian: dengan berkontribusi pada persepsi emosional objek fisik, kemampuan untuk mendengarkan, mengekspresikan pikiran mereka dengan jelas dan akurat, mengembangkan inisiatif dan aktivitas dalam memecahkan masalah fisik, membentuk kemampuan untuk bekerja dalam kelompok.

Metasubjek: pmengembangkan kemampuan memahami dan menggunakan alat bantu visual (gambar, model, diagram). Pengembangan pemahaman tentang esensi resep algoritmik dan kemampuan untuk bertindak sesuai dengan algoritme yang diusulkan.

topik: tentang mengetahui bahasa fisik, kemampuan mengenali hubungan paralel dan serial, kemampuan bernavigasi dalam suatu rangkaian listrik, merakit rangkaian. Kemampuan untuk menggeneralisasi dan menarik kesimpulan.

Kemajuan pelajaran:

1. Organisasi awal pelajaran (menandai ketidakhadiran, memeriksa kesiapan siswa untuk pelajaran, menjawab pertanyaan siswa tentang pekerjaan rumah) - 2-5 menit.

Guru memberi tahu siswa topik pelajaran, merumuskan tujuan pelajaran dan memperkenalkan siswa pada rencana pelajaran. Siswa menuliskan topik pelajaran di buku catatan mereka. Guru menciptakan kondisi untuk motivasi kegiatan belajar.

Menguasai materi baru:

Teori. Fenomena induksi elektromagnetikTerdiri dari terjadinya arus listrik dalam rangkaian penghantar, yang diam dalam medan magnet bolak-balik, atau bergerak dalam medan magnet konstan sedemikian rupa sehingga jumlah garis induksi magnetik yang menembus rangkaian berubah.

Medan magnet pada setiap titik dalam ruang dicirikan oleh vektor induksi magnet B. Biarkan konduktor tertutup (sirkuit) ditempatkan dalam medan magnet seragam (lihat Gambar 1.)

Gambar 1.

Normal terhadap bidang konduktor membentuk sudutdengan arah vektor induksi magnetik.

fluks magnetmelalui permukaan dengan luas S disebut nilai yang sama dengan produk modulus vektor induksi magnetik B dan luas S dan kosinus sudutantar vektor dan .

=В S cos (1)

Arah arus induktif yang terjadi pada rangkaian tertutup ketika fluks magnet yang melaluinya berubah ditentukan oleh: Aturan Lenz: arus induktif yang timbul dalam rangkaian tertutup melawan medan magnetnya dengan perubahan fluks magnet yang menyebabkannya.

Terapkan aturan Lenz sebagai berikut:

1. Atur arah garis induksi magnet B dari medan magnet luar.

2. Cari tahu apakah fluks induksi magnet dari medan ini meningkat melalui permukaan yang dibatasi oleh kontur ( F 0), atau menurun ( F 0).

3. Atur arah garis induksi magnet B "medan magnet"

arus induktif Imenggunakan aturan gimlet.

Ketika fluks magnet berubah melalui permukaan yang dibatasi oleh kontur, gaya eksternal muncul pada yang terakhir, tindakan yang ditandai oleh EMF, yang disebut EMF dari induksi.

Menurut hukum induksi elektromagnetik, EMF induksi dalam loop tertutup sama dengan nilai absolut dengan laju perubahan fluks magnet melalui permukaan yang dibatasi oleh loop:

Perangkat dan peralatan:galvanometer, catu daya, kumparan inti, magnet melengkung, kunci, kabel penghubung, rheostat.

Perintah kerja:

1. Memperoleh arus induksi. Untuk ini, Anda perlu:

1.1. Menggunakan Gambar 1.1., merakit sirkuit yang terdiri dari 2 kumparan, salah satunya terhubung ke sumber DC melalui rheostat dan kunci, dan yang kedua, terletak di atas yang pertama, terhubung ke galvanometer sensitif. (lihat gambar 1.1.)

Gambar 1.1.

1.2. Tutup dan buka sirkuit.

1.3. Pastikan arus induksi terjadi pada salah satu kumparan pada saat menutup rangkaian listrik kumparan yang relatif stasioner terhadap kumparan pertama, sambil mengamati arah simpangan jarum galvanometer.

1.4. Menggerakkan kumparan yang terhubung ke galvanometer relatif terhadap kumparan yang terhubung ke sumber arus searah.

1.5. Pastikan galvanometer mendeteksi terjadinya arus listrik pada kumparan kedua dengan gerakan apa pun, sedangkan arah panah galvanometer akan berubah.

1.6. Lakukan percobaan dengan kumparan yang dihubungkan ke galvanometer (lihat Gambar 1.2.)

Gambar 1.2.

1.7. Pastikan arus induksi terjadi ketika magnet permanen bergerak relatif terhadap kumparan.

1.8. Buatlah kesimpulan tentang penyebab arus induksi pada percobaan yang dilakukan.

2. Memeriksa pemenuhan aturan Lenz.

2.1. Ulangi percobaan dari paragraf 1.6 (Gbr. 1.2.)

2.2. Untuk masing-masing dari 4 kasus percobaan ini, gambarlah diagram (4 diagram).

Gambar 2.3.

2.3. Periksa pemenuhan aturan Lenz di setiap kasus dan isi Tabel 2.1 sesuai dengan data ini.

Tabel 2.1.

N pengalaman	Metode untuk mendapatkan arus induksi
	Menambahkan Kutub Utara Magnet ke Kumparan				meningkat
	Melepaskan kutub utara magnet dari kumparan				berkurang
	Penyisipan kutub selatan magnet ke dalam kumparan				meningkat
	Melepaskan Kutub Selatan Magnet dari Kumparan				berkurang

3. Buat kesimpulan tentang pekerjaan laboratorium yang dilakukan.

4. Jawab pertanyaan keamanan.

pertanyaan tes:

1. Bagaimana seharusnya rangkaian tertutup bergerak dalam medan magnet yang seragam, translasi atau rotasi, sehingga arus induktif muncul di dalamnya?

2. Jelaskan mengapa arus induktif dalam rangkaian memiliki arah sedemikian rupa sehingga medan magnetnya mencegah perubahan fluks magnet penyebabnya?

3. Mengapa ada tanda "-" dalam hukum induksi elektromagnetik?

4. Sebuah batang baja magnet jatuh melalui cincin magnet sepanjang sumbunya, sumbu yang tegak lurus terhadap bidang cincin. Bagaimana arus pada cincin akan berubah?

Masuk ke pekerjaan laboratorium 11

1. Apa nama karakteristik daya medan magnet? Arti grafisnya.

2. Bagaimana modulus vektor induksi magnet ditentukan?

3. Berikan definisi satuan pengukuran induksi medan magnet.

4. Bagaimana arah vektor induksi magnet ditentukan?

5. Merumuskan aturan gimlet.

6. Tuliskan rumus untuk menghitung fluks magnet. Apa arti grafisnya?

7. Tentukan satuan ukuran untuk fluks magnet.

8. Apa fenomena induksi elektromagnetik?

9. Apa alasan pemisahan muatan dalam konduktor yang bergerak dalam medan magnet?

10. Apa alasan pemisahan muatan dalam konduktor stasioner dalam medan magnet bolak-balik?

11. Merumuskan hukum induksi elektromagnetik. Tuliskan rumusnya.

12. Merumuskan aturan Lenz.

13. Jelaskan aturan Lenz berdasarkan hukum kekekalan energi.

Materi ini merupakan deskripsi dari praktikum “Mempelajari fenomena induksi elektromagnetik” oleh siswa kelas 9 dan 11. Pekerjaan ini melibatkan studi bertahap tentang fenomena induksi elektromagnetik. Dalam perjalanan kerja, siswa mencari tahu ketika arus induksi terjadi, apa yang menentukan besarnya.

Unduh:

Pratinjau:

Pekerjaan laboratorium

"Mempelajari fenomena induksi elektromagnetik"

Tujuan dari pekerjaan ini adalah untuk mempelajari fenomena induksi elektromagnetik.

Perangkat: milliammeter, coil coil, magnet arkuata, magnet strip.

Perintah kerja

SAYA. Penjelasan tentang kondisi terjadinya arus induksi.

1. Hubungkan kumparan-kumparan ke klem miliammeter.

2. Mengamati pembacaan miliammeter, perhatikan apakah terjadi arus induksi jika:

1. Masukkan magnet ke dalam kumparan tetap
2. lepaskan magnet dari kumparan tetap,
3. tempatkan magnet di dalam kumparan, biarkan tidak bergerak.

3. Cari tahu bagaimana fluks magnet , yang menembus kumparan, berubah dalam setiap kasus. Buat kesimpulan tentang kondisi di mana arus induktif muncul di koil.

II. Mempelajari arah arus induksi.

1. Arah arus dalam kumparan dapat dinilai dari arah penyimpangan jarum miliammeter dari pembagian nol.

Periksa apakah arah arus induksi akan sama jika:

1. masukkan ke dalam kumparan dan lepaskan magnet dengan kutub utara;
2. masukkan magnet ke dalam kumparan magnet dengan kutub utara dan kutub selatan.

2. Cari tahu apa yang berubah dalam setiap kasus. Buatlah kesimpulan tentang apa yang menentukan arah arus induksi.

AKU AKU AKU. Studi tentang besarnya arus induksi.

1. Dekatkan magnet ke kumparan tetap secara perlahan dan dengan kecepatan lebih besar, perhatikan berapa banyak pembagian (N 1 , N 2 ) jarum miliammeter menyimpang.

2. Dekatkan magnet ke kumparan dengan kutub utara. Perhatikan berapa banyak pembagian N 1 panah miliammeter menyimpang.

Pasang kutub utara magnet batang ke kutub utara magnet arkuata. Tentukan berapa banyak pembagian N 2 panah miliammeter menyimpang ketika dua magnet mendekat secara bersamaan.

3. Cari tahu bagaimana fluks magnet berubah dalam setiap kasus. Buatlah kesimpulan tentang besarnya arus induksi.

Jawablah pertanyaan:

1. Pertama dengan cepat, lalu perlahan-lahan dorong magnet ke dalam gulungan kawat tembaga. Apakah muatan listrik yang sama ditransfer melalui bagian kawat kumparan?

• " onclick="window.open(this.href,"win2","status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,direktori =tidak,lokasi=tidak"); return false;" > Cetak
• Surel

Lab #9

Mempelajari fenomena induksi elektromagnetik

Objektif: untuk mempelajari kondisi terjadinya arus induksi, EMF induksi.

Peralatan: kumparan, magnet dua batang, miliammeter.

Teori

Hubungan timbal balik antara medan listrik dan magnet didirikan oleh fisikawan Inggris yang luar biasa M. Faraday pada tahun 1831. Ia menemukan fenomena tersebut induksi elektromagnetik.

Banyak percobaan oleh Faraday menunjukkan bahwa dengan bantuan medan magnet dimungkinkan untuk mendapatkan arus listrik dalam konduktor.

Fenomena induksi elektromagnetikterdiri dari terjadinya arus listrik dalam rangkaian tertutup ketika fluks magnet yang menembus rangkaian berubah.

Arus yang terjadi selama fenomena induksi elektromagnetik disebut induksi.

Pada rangkaian listrik (Gambar 1), arus induksi terjadi jika ada pergerakan magnet relatif terhadap kumparan, atau sebaliknya. Arah arus induksi tergantung pada arah pergerakan magnet dan lokasi kutubnya. Tidak ada arus induksi jika tidak ada gerakan relatif dari kumparan dan magnet.

Gambar 1.

Tegasnya, ketika rangkaian bergerak dalam medan magnet, bukan arus tertentu yang dihasilkan, tetapi e tertentu. d.s.

Gambar 2.

Faraday secara eksperimental menemukan bahwa ketika fluks magnet berubah dalam rangkaian penghantar, EMF induksi E ind muncul, sama dengan laju perubahan fluks magnet melalui permukaan yang dibatasi oleh rangkaian, diambil dengan tanda minus:

Rumus ini menyatakan Hukum Faraday:e. d.s. induksi sama dengan laju perubahan fluks magnet melalui permukaan yang dibatasi oleh kontur.

Tanda minus dalam rumus mencerminkan aturan Lenz.

Pada tahun 1833, Lenz secara eksperimental membuktikan pernyataan yang disebut Aturan Lenz: Arus induksi yang tereksitasi dalam rangkaian tertutup apabila perubahan fluks magnet selalu searah sehingga medan magnet yang ditimbulkannya mencegah perubahan fluks magnet yang menyebabkan terjadinya arus induksi.

Dengan meningkatnya fluks magnet>0, dan ind< 0, т.е. э. д. с. индукции вызывает ток такого направления, при котором его маг­нитное поле уменьшает магнитный поток через контур.

Dengan penurunan fluks magnet F<0, а ε инд >0, yaitu medan magnet arus induktif meningkatkan fluks magnet yang menurun melalui rangkaian.

aturan Lenz memiliki kedalaman arti fisik – itu mengungkapkan hukum kekekalan energi: jika medan magnet yang melalui rangkaian bertambah, maka arus dalam rangkaian diarahkan sehingga medan magnetnya searah dengan medan magnet luar, dan jika medan magnet luar yang melalui rangkaian berkurang, maka arus diarahkan sedemikian rupa sehingga magnetnya medan magnet mendukung penurunan medan magnet ini.

GGL induksi tergantung pada berbagai alasan. Jika magnet kuat didorong ke dalam kumparan sekali, dan magnet lemah di lain waktu, maka pembacaan perangkat dalam kasus pertama akan lebih tinggi. Mereka juga akan lebih tinggi ketika magnet bergerak cepat. Dalam setiap percobaan yang dilakukan dalam pekerjaan ini, arah arus induksi ditentukan oleh aturan Lenz. Tata cara penentuan arah arus induksi ditunjukkan pada Gambar 2.

Pada gambar, garis-garis gaya medan magnet magnet permanen dan garis-garis medan magnet arus induksi ditunjukkan dengan warna biru. Garis-garis medan magnet selalu diarahkan dari N ke S - dari kutub utara ke kutub selatan magnet.

Menurut aturan Lenz, arus listrik induktif dalam konduktor, yang terjadi ketika fluks magnet berubah, diarahkan sedemikian rupa sehingga medan magnetnya melawan perubahan fluks magnet. Oleh karena itu, pada kumparan, arah garis medan magnet berlawanan dengan garis gaya magnet permanen, karena magnet bergerak menuju kumparan. Kami menemukan arah arus sesuai dengan aturan gimlet: jika gimlet (dengan ulir kanan) disekrup sehingga gerakan translasinya bertepatan dengan arah garis induksi pada kumparan, maka arah rotasi pegangan gimlet bertepatan dengan arah arus induksi.

Oleh karena itu, arus yang melalui miliammeter mengalir dari kiri ke kanan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1 oleh panah merah. Dalam kasus ketika magnet bergerak menjauh dari kumparan, garis medan magnet arus induktif akan bertepatan dengan arah garis gaya magnet permanen, dan arus akan mengalir dari kanan ke kiri.

Proses kerja.

Siapkan tabel untuk laporan dan isilah saat eksperimen dilakukan.

	Tindakan dengan magnet dan kumparan	Indikasi mili-amperemeter,	Arah defleksi jarum milliamp meter (kanan, kiri, atau tanpa busur)	Arah arus induksi (menurut aturan Lenz)
	Masukkan magnet dengan cepat ke dalam koil dengan kutub utara
	Biarkan magnet di koil diam setelah pengalaman 1
	Tarik magnet keluar dari koil dengan cepat
	Pindahkan kumparan dengan cepat ke kutub utara magnet
	Biarkan kumparan tidak bergerak setelah percobaan 4
	Tarik cepat kumparan menjauh dari kutub utara magnet
	Masukkan magnet kutub utara secara perlahan ke dalam kumparan