ამ გაკვეთილზე ჩვენ გავიგებთ, თუ როგორ და ვის მიერ იქნა აღმოჩენილი თვითინდუქციის ფენომენი, განვიხილავთ ექსპერიმენტს, რომლითაც გამოვავლენთ ამ ფენომენს, განვსაზღვრავთ, რომ თვითინდუქცია არის ელექტრომაგნიტური ინდუქციის განსაკუთრებული შემთხვევა. გაკვეთილის ბოლოს წარმოგიდგენთ ფიზიკურ რაოდენობას, რომელიც აჩვენებს თვითინდუქციური EMF-ის დამოკიდებულებას გამტარის ზომასა და ფორმაზე და იმ გარემოზე, რომელშიც მდებარეობს დირიჟორი, ანუ ინდუქციურობა.

ჰენრიმ გამოიგონა ზოლიანი სპილენძის ბრტყელი ხვეულები, რომლითაც მან მიაღწია ძალის ეფექტებს, რომლებიც უფრო გამოხატული იყო, ვიდრე მავთულის სოლენოიდებით. მეცნიერმა შენიშნა, რომ როდესაც წრეში მძლავრი ხვეულია, ამ წრეში დენი თავის მაქსიმალურ მნიშვნელობას გაცილებით ნელა აღწევს, ვიდრე კოჭის გარეშე.

ბრინჯი. 2. ექსპერიმენტული წყობის სქემა დ.ჰენრი

ნახ. 2 გვიჩვენებს ექსპერიმენტული დაყენების ელექტრული წრე, რომლის საფუძველზეც შესაძლებელია თვითინდუქციის ფენომენის დემონსტრირება. ელექტრული წრე შედგება ორი პარალელურად დაკავშირებული ნათურებისგან, რომლებიც დაკავშირებულია DC წყაროსთან გასაღების მეშვეობით. კოჭა სერიულად არის დაკავშირებული ერთ-ერთ ნათურთან. მიკროსქემის დახურვის შემდეგ ჩანს, რომ ნათურა, რომელიც სერიულად არის დაკავშირებული კოჭთან, ანათებს უფრო ნელა, ვიდრე მეორე ნათურა (ნახ. 3).

ბრინჯი. 3. ნათურების სხვადასხვა ინკანდესენცია მიკროსქემის ჩართვის მომენტში

როდესაც წყარო გამორთულია, კოჭთან სერიულად დაკავშირებული ნათურა გამოდის უფრო ნელა, ვიდრე მეორე ნათურა.

რატომ ქრება შუქები ერთდროულად?

გასაღების დახურვისას (ნახ. 4), თვითინდუქციური EMF-ის წარმოქმნის გამო, დენი ნათურაში ხვეულთან ერთად იზრდება უფრო ნელა, ამიტომ ეს ნათურა უფრო ნელა ანათებს.

ბრინჯი. 4. გასაღების საკეტი

როდესაც ღილაკი იხსნება (ნახ. 5), თვითინდუქციური ელექტრული ფანჯრის გამომავალი ელექტრული ძრავა ხელს უშლის დენის შემცირებას. ამიტომ, დენი აგრძელებს დინებას გარკვეული დროის განმავლობაში. დენის არსებობისთვის საჭიროა დახურული წრე. წრეში არის ასეთი წრე, შეიცავს ორივე ნათურას. ამიტომ, როდესაც წრე იხსნება, ნათურები გარკვეული პერიოდის განმავლობაში ერთნაირად უნდა ანათებდეს და დაფიქსირებული შეფერხება შეიძლება სხვა მიზეზების გამო იყოს.

ბრინჯი. 5. გასაღების გახსნა

განვიხილოთ პროცესები, რომლებიც ხდება ამ წრეში, როდესაც გასაღები დახურულია და იხსნება.

1. გასაღების დახურვა.

წრეში არის გამტარი მარყუჟი. მიეცით დენი ამ ხვეულში საათის ისრის საწინააღმდეგოდ. შემდეგ მაგნიტური ველი იქნება მიმართული ზემოთ (სურ. 6).

ამრიგად, ხვეული არის საკუთარი მაგნიტური ველის სივრცეში. დენის მატებასთან ერთად, ხვეული იქნება საკუთარი დენის ცვალებადი მაგნიტური ველის სივრცეში. თუ დენი იზრდება, მაშინ ამ დენით შექმნილი მაგნიტური ნაკადიც იზრდება. მოგეხსენებათ, მიკროსქემის სიბრტყეში შემავალი მაგნიტური ნაკადის მატებასთან ერთად, ამ წრეში წარმოიქმნება ინდუქციის ელექტრომოძრავი ძალა და, შედეგად, ინდუქციური დენი. ლენცის წესის მიხედვით, ეს დენი იქნება მიმართული ისე, რომ მისმა მაგნიტურმა ველმა თავიდან აიცილოს მიკროსქემის სიბრტყეში შემავალი მაგნიტური ნაკადის ცვლილება.

ანუ, ნახ. 6 შემობრუნებით, ინდუქციური დენი უნდა იყოს მიმართული საათის ისრის მიმართულებით (ნახ. 7), რითაც თავიდან აიცილებს შემობრუნების საკუთარი დენის ზრდას. შესაბამისად, გასაღების დახურვისას წრეში დენი მყისიერად არ იზრდება იმის გამო, რომ ამ წრეში ჩნდება დამუხრუჭების ინდუქციური დენი, მიმართული საპირისპირო მიმართულებით.

2. გასაღების გახსნა

როდესაც გასაღები იხსნება, წრეში დენი მცირდება, რაც იწვევს მაგნიტური ნაკადის შემცირებას კოჭის სიბრტყეში. მაგნიტური ნაკადის შემცირება იწვევს ინდუქციის EMF და ინდუქციური დენის გამოჩენას. ამ შემთხვევაში, ინდუქციური დენი მიმართულია იმავე მიმართულებით, როგორც მარყუჟის საკუთარი დენი. ეს იწვევს შინაგანი დენის ნელ შემცირებას.

დასკვნა:როდესაც დირიჟორში დენი იცვლება, იმავე გამტარში ხდება ელექტრომაგნიტური ინდუქცია, რომელიც წარმოქმნის ინდუქციურ დენს, რომელიც მიმართულია ისე, რომ თავიდან აიცილოს დირიჟორში შინაგანი დენის ნებისმიერი ცვლილება (ნახ. 8). ეს არის თვითინდუქციის ფენომენის არსი. თვითინდუქცია ელექტრომაგნიტური ინდუქციის განსაკუთრებული შემთხვევაა.

ბრინჯი. 8. წრედის ჩართვის და გამორთვის მომენტი

პირდაპირი გამტარის მაგნიტური ინდუქციის პოვნის ფორმულა დენით:

სადაც - მაგნიტური ინდუქცია; - მაგნიტური მუდმივი; - მიმდინარე სიძლიერე; - მანძილი გამტარიდან წერტილამდე.

მაგნიტური ინდუქციის ნაკადი ადგილზე ტოლია:

სად არის ზედაპირის ფართობი, რომელსაც შეაღწევს მაგნიტური ნაკადი.

ამრიგად, მაგნიტური ინდუქციის ნაკადი პროპორციულია დირიჟორში დენის სიდიდისა.

კოჭისთვის, რომელშიც არის ბრუნთა რაოდენობა და არის სიგრძე, მაგნიტური ველის ინდუქცია განისაზღვრება შემდეგი ურთიერთობით:

მაგნიტური ნაკადი, რომელიც წარმოიქმნება ხვეულის მიერ მობრუნებების რაოდენობით ნ, უდრის:

მაგნიტური ველის ინდუქციის ფორმულის ამ გამოსახულებაში ჩანაცვლებით, მივიღებთ:

ბრუნთა რაოდენობის თანაფარდობა ხვეულის სიგრძესთან აღინიშნება რიცხვით:

ჩვენ ვიღებთ საბოლოო გამოხატულებას მაგნიტური ნაკადისთვის:

მიღებული მიმართებიდან ჩანს, რომ ნაკადის სიდიდე დამოკიდებულია დენის სიდიდესა და კოჭის გეომეტრიაზე (რადიუსი, სიგრძე, შემობრუნების რაოდენობა). მნიშვნელობას ტოლი ეწოდება ინდუქციურობას:

ინდუქციურობის ერთეული არის ჰენრი:

ამრიგად, მაგნიტური ინდუქციის ნაკადი, რომელიც გამოწვეულია კოჭში დენით:

ინდუქციის EMF ფორმულის გათვალისწინებით, მივიღებთ, რომ თვითინდუქციის EMF უდრის დენის და ინდუქციური ცვლილების სიჩქარის ნამრავლს, აღებული "-" ნიშნით:

თვით ინდუქცია- ეს არის ელექტრომაგნიტური ინდუქციის წარმოშობის ფენომენი გამტარში, როდესაც იცვლება ამ გამტარში გამავალი დენის სიძლიერე.

თვითინდუქციის ელექტრომოძრავი ძალაპირდაპირპროპორციულია გამტარში გამავალი დენის ცვლილების სიჩქარისა, აღებული მინუს ნიშნით. პროპორციულობის ფაქტორი ეწოდება ინდუქციურობა, რომელიც დამოკიდებულია გამტარის გეომეტრიულ პარამეტრებზე.

გამტარს აქვს 1 H-ის ტოლი ინდუქციურობა, თუ დირიჟორში დენის ცვლილების სიჩქარით, რომელიც უდრის 1 ა წამში, ამ გამტარში წარმოიქმნება თვითინდუქციის ელექტრომამოძრავებელი ძალა 1 V-ის ტოლი.

ადამიანი ყოველდღიურად აწყდება თვითინდუქციის ფენომენს. ყოველ ჯერზე, როდესაც ჩართავთ ან გამორთეთ შუქი, ჩვენ ამით ვხურავთ ან ვხსნით წრედს, ხოლო ამაღელვებელი ინდუქციური დენები. ზოგჯერ ამ დინებებს შეუძლია მიაღწიოს ისეთ მაღალ მნიშვნელობებს, რომ ნაპერწკალი ახტება გადამრთველის შიგნით, რასაც ჩვენ ვხედავთ.

ბიბლიოგრაფია

1. მიაკიშევი გ.ია. ფიზიკა: პროკ. 11 უჯრედისთვის. ზოგადი განათლება ინსტიტუტები. - მ.: განათლება, 2010 წ.
2. კასიანოვი V.A. ფიზიკა. მე-11 კლასი: პროკ. ზოგადი განათლებისთვის ინსტიტუტები. - M.: Bustard, 2005 წ.
3. Gendenstein L.E., Dick Yu.I., Physics 11. - M .: Mnemosyne.

1. ინტერნეტ პორტალი Myshared.ru ().
2. ინტერნეტ პორტალი Physics.ru ().
3. ინტერნეტ პორტალი Festival.1september.ru ().

Საშინაო დავალება

1. კითხვები მე-15 პუნქტის ბოლოს (გვ. 45) - Myakishev G.Ya. ფიზიკა 11 (იხილეთ რეკომენდებული წაკითხვის სია)
2. რომელ გამტარს აქვს 1 ჰენრის ინდუქციურობა?

გაკვეთილის მიზანი: ჩამოყალიბდეს იდეა, რომ დირიჟორში დენის სიძლიერის ცვლილება ქმნის მორევის ტალღას, რომელსაც შეუძლია ან დააჩქაროს ან შეანელოს მოძრავი ელექტრონები.

გაკვეთილების დროს

საშინაო დავალების შემოწმება ინდივიდუალური გამოკითხვის მეთოდით

1. მიიღეთ ფორმულა მაგნიტურ ველში მოძრავი გამტარისთვის ინდუქციის ელექტრომოძრავი ძალის გამოსათვლელად.

2. ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონის გამოყენებით გამოიტანეთ ინდუქციის ელექტრომოძრავი ძალის გამოთვლის ფორმულა.

3. სად გამოიყენება ელექტროდინამიკური მიკროფონი და როგორ არის მოწყობილი?

4. დავალება. მავთულის კოჭის წინააღმდეგობა არის 0.03 ohm. მაგნიტური ნაკადი მცირდება კოჭის შიგნით 12 mWb-ით. რა ელექტრული მუხტი გადის ხვეულის კვეთაზე?

გადაწყვეტილება. ξi=ΔF/Δt; ξi= Iiʹ·R; Ii =Δq/Δt; ΔF/Δt = Δq R/Δt; Δq = ΔΦΔt/ RΔt; Δq= ΔФ/R;

ახალი მასალის სწავლა

1. თვითინდუქცია.

თუ ალტერნატიული დენი მიედინება გამტარში, მაშინ ის ქმნის ინდუქციურ EMF-ს იმავე დირიჟორში - ეს არის ფენომენი.

თვითინდუქცია. გამტარი წრე ორმაგ როლს ასრულებს: მასში გადის დენი და ამ დენით მასში იქმნება ინდუქციის EMF.

ლენცის წესზე დაყრდნობით; როდესაც დენი იზრდება, მორევის ელექტრული ველის ინტენსივობა მიმართულია დენის წინააღმდეგ, ე.ი. ხელს უშლის მის ზრდას.

მიმდინარე კლების დროს მორევის ველი ინარჩუნებს მას.

განვიხილოთ წრე, რომელიც აჩვენებს, რომ დენის სიძლიერე გარკვეულს აღწევს

ფასდება თანდათანობით დროთა განმავლობაში.

ექსპერიმენტების დემონსტრირება სქემებით.პირველი მიკროსქემის გამოყენებით, ჩვენ ვაჩვენებთ, თუ როგორ ჩნდება ინდუქციური ემფ, როდესაც წრე დახურულია.

როდესაც გასაღები დახურულია, პირველი ნათურა მყისიერად ანათებს, მეორე - დაგვიანებით, დიდი თვითინდუქციის გამო წრეში, რომელსაც ბირთვის ხვეული ქმნის.

მეორე მიკროსქემის დახმარებით ჩვენ ვაჩვენებთ ინდუქციური EMF-ის გარეგნობას წრედის გახსნისას.

გახსნის მომენტში, მიმართული დენი მიედინება ამპერმეტრში, საწყისი დენის საწინააღმდეგოდ.

გახსნისას დენი შეიძლება გადააჭარბოს თავდაპირველ მიმდინარე მნიშვნელობას. ეს ნიშნავს, რომ თვითინდუქციის EMF შეიძლება იყოს უფრო დიდი ვიდრე მიმდინარე წყაროს EMF.

დახატეთ ანალოგი ინერციასა და თვითინდუქციას შორის

ინდუქციურობა.

მაგნიტური ნაკადი პროპორციულია მაგნიტური ინდუქციის სიდიდისა და დენის სიძლიერისა. F~B~I.

F= L I; სადაც L არის პროპორციულობის ფაქტორი დენსა და მაგნიტურ ნაკადს შორის.

ამ თანაფარდობას ხშირად უწოდებენ მარყუჟის ინდუქციურობაან თვითინდუქციის კოეფიციენტი.

ინდუქციის მნიშვნელობის გამოყენებით, ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონი შეიძლება დაიწეროს შემდეგნაირად:

ξis= – ΔΦ/Δt = – L ΔI/Δt

ინდუქცია არის ფიზიკური სიდიდე, რომელიც რიცხობრივად უდრის თვითინდუქციის EMF-ს, რომელიც ჩნდება წრეში, როდესაც დენი იცვლება 1 A-ით 1 წამში.

გაზომეთ ინდუქციურობა ჰენრიში (H) 1 H = 1 V s / A

თვითინდუქციის მნიშვნელობის შესახებ ელექტროსაინჟინრო და რადიოინჟინერიაში.

დასკვნა: როდესაც ცვალებადი დენი გადის გამტარში, ჩნდება მორევის ელექტრული ველი.

მორევის ველი ანელებს თავისუფალ ელექტრონებს დენის გაზრდისას და ინარჩუნებს მას დენის შემცირებისას.

შესწავლილი მასალის კონსოლიდაცია.

– როგორ ავხსნათ თვითინდუქციის ფენომენი?

– ანალოგიის დახატვა ინერციასა და თვითინდუქციას შორის.

- როგორია წრედის ინდუქციურობა, რა ერთეულებში იზომება ინდუქციურობა?

- დავალება. 5 ა დენის სიმძლავრის დროს წრეში ჩნდება 0,5 მვტ მაგნიტური ნაკადი. როგორი იქნება წრედის ინდუქციურობა?

გადაწყვეტილება. ΔF/Δt = – L ΔI/Δt; L = ΔF/ΔI; L \u003d 1 10-4 სთ

გაკვეთილის შეჯამება

საშინაო დავალება: §15, რეპ. §13, მაგ. 2 No10

1. გაკვეთილის მიზანი: ელექტრომაგნიტური ინდუქციის რაოდენობრივი კანონის ჩამოყალიბება; სტუდენტებმა უნდა ისწავლონ რა არის მაგნიტური ინდუქციის EMF და რა არის მაგნიტური ნაკადი. გაკვეთილის მიმდინარეობა საშინაო დავალების შემოწმება...
2. გაკვეთილის მიზანი: მოსწავლეებში ჩამოყალიბდეს იდეა მხოლოდ ალტერნატიული დენის წრეში წინააღმდეგობის არსებობის შესახებ - ეს არის ტევადი და ინდუქციური წინააღმდეგობები. გაკვეთილის მიმდინარეობა საშინაო დავალების შემოწმება...
3. გაკვეთილის მიზანი: ჩამოყალიბდეს წარმოდგენა იმ ენერგიაზე, რომელიც ელექტრო დენს აქვს გამტარში და დენის მიერ შექმნილი მაგნიტური ველის ენერგიაზე. გაკვეთილის მიმდინარეობა საშინაო დავალების შემოწმება ტესტირებით...
4. გაკვეთილის მიზანი: ელექტრომოძრავი ძალის ცნების გაცნობა; მიიღეთ Ohm-ის კანონი დახურული წრედისთვის; შევქმნათ მოსწავლეებში წარმოდგენა განსხვავება EMF-ს, ძაბვასა და პოტენციურ განსხვავებას შორის. გადაადგილება...
5. გაკვეთილის მიზანი: ჩამოაყალიბონ მოსწავლეებში ალტერნატიული დენის წრედში აქტიური წინააღმდეგობის, დენის და ძაბვის ეფექტური მნიშვნელობის შესახებ. გაკვეთილის მიმდინარეობა სახლის შემოწმება...
6. გაკვეთილის მიზანი: ჩამოყალიბდეს კონცეფცია, რომ ინდუქციის EMF შეიძლება მოხდეს ან ცვალებად მაგნიტურ ველში მოთავსებულ ფიქსირებულ გამტარში, ან მოძრავ გამტარში მუდმივ ...
7. გაკვეთილის მიზანი: გაარკვიოს როგორ მოხდა ელექტრომაგნიტური ინდუქციის აღმოჩენა; ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კონცეფციის ჩამოყალიბება, ფარადეის აღმოჩენის მნიშვნელობა თანამედროვე ელექტროინჟინერიისთვის. გაკვეთილის მსვლელობა 1. საკონტროლო სამუშაოს ანალიზი ...
8. გაკვეთილის მიზანი: განიხილოს მოწყობილობა და ტრანსფორმატორების მუშაობის პრინციპი; მიეცით მტკიცებულება, რომ ელექტრო დენს არასოდეს ექნებოდა ასეთი ფართო გამოყენება, თუ ერთ დროს ...
9. გაკვეთილის მიზანი: გაარკვიოს რა იწვევს ინდუქციურ EMF-ს მუდმივ მაგნიტურ ველში მოთავსებულ მოძრავ გამტარებლებში; მიიყვანეთ სტუდენტები დასკვნამდე, რომ ძალა მოქმედებს მუხტებზე ...
10. გაკვეთილის მიზანი: მოსწავლეთა მიერ შესწავლილი თემის ასიმილაციის კონტროლი, ლოგიკური აზროვნების განვითარება, გამოთვლითი უნარების გაუმჯობესება. გაკვეთილის მსვლელობა მოსწავლეთა ორგანიზება ტესტის შესასრულებლად ვარიანტი 1 No1. Ფენომენი...
11. გაკვეთილის მიზანი: ჩამოაყალიბონ მოსწავლეებში ელექტრული და მაგნიტური ველების, როგორც ერთიანი მთლიანობის - ელექტრომაგნიტური ველის გაგება. გაკვეთილის მიმდინარეობა საშინაო დავალების შემოწმება ტესტირებით...
12. გაკვეთილის მიზანი: მოსწავლეთა ცოდნის შემოწმება შესწავლილ თემაზე, სხვადასხვა სახის ამოცანების გადაჭრის უნარების გაუმჯობესება. გაკვეთილის მიმდინარეობა საშინაო დავალების შემოწმება მოსწავლეთა პასუხების მიხედვით სახლში მომზადებული ...
13. გაკვეთილის მიზანი: განხილულ თემაზე ცოდნის გამეორება და შეჯამება; გააუმჯობესოს ლოგიკური აზროვნების, განზოგადების, თვისებრივი და გამოთვლითი ამოცანების გადაჭრის უნარი. გაკვეთილის მიმდინარეობა საშინაო დავალების შემოწმება 1....
14. გაკვეთილის მიზანი: დაუმტკიცოს მოსწავლეებს, რომ წრეში თავისუფალ ელექტრომაგნიტურ რხევებს პრაქტიკული გამოყენება არ გააჩნია; გამოიყენება დაუცველი ფორსირებული რხევები, რომლებიც პრაქტიკაში დიდ გამოყენებას იძლევა. გადაადგილება...
15. გაკვეთილის მიზანი: ჩამოყალიბდეს ცნება მაგნიტური ინდუქციის მოდულისა და ამპერის ძალის შესახებ; შეძლოს ამოცანების გადაჭრა ამ სიდიდეების დასადგენად. გაკვეთილის მსვლელობა საშინაო დავალების შემოწმება ინდივიდუალური მეთოდით ...

სლაიდი 2

თვითინდუქცია

თითოეული გამტარი, რომლის მეშვეობითაც ელექტრული დენი მიედინება, თავის მაგნიტურ ველშია.

სლაიდი 3

როდესაც დირიჟორში იცვლება დენის სიძლიერე, იცვლება მ.ველი, ე.ი. ამ დენით შექმნილი მაგნიტური ნაკადი იცვლება. მაგნიტური ნაკადის ცვლილება იწვევს მორევის ელექტრული ველის გაჩენას და წრეში ჩნდება ინდუქციური EMF.

სლაიდი 4

თვითინდუქცია - ინდუქციური EMF-ის წარმოქმნის ფენომენი ელექტრულ წრეში დენის სიძლიერის ცვლილების შედეგად. მიღებულ ემფს ეწოდება თვითინდუქციური ემფ.

სლაიდი 5

თვითინდუქციის ფენომენის გამოვლინება

სლაიდი 6

დასკვნა ელექტროტექნიკაში, თვითინდუქციის ფენომენი ვლინდება წრედის დახურვისას (ელექტრული დენი თანდათან იზრდება) და წრედის გახსნისას (ელექტრული დენი დაუყოვნებლივ არ ქრება).

სლაიდი 7

ინდუქტანცია

რაზეა დამოკიდებული თვითინდუქციის EMF? ელექტრული დენი ქმნის საკუთარ მაგნიტურ ველს. მაგნიტური ნაკადი წრედში პროპორციულია მაგნიტური ველის ინდუქციის (Ф ~ B), ინდუქცია პროპორციულია დირიჟორში მიმდინარე სიძლიერის (B ~ I), ამიტომ მაგნიტური ნაკადი პროპორციულია დენის სიძლიერისა (Ф ~ I). ). თვითინდუქციური emf დამოკიდებულია დენის სიძლიერის ცვლილების სიჩქარეზე ელექტრულ წრეში, გამტარის თვისებებზე (ზომა და ფორმა) და იმ საშუალების შედარებით მაგნიტურ გამტარიანობაზე, რომელშიც მდებარეობს გამტარი. ფიზიკურ რაოდენობას, რომელიც აჩვენებს თვითინდუქციური EMF-ის დამოკიდებულებას გამტარის ზომასა და ფორმაზე და იმ გარემოზე, რომელშიც მდებარეობს გამტარი, ეწოდება თვითინდუქციური კოეფიციენტი ან ინდუქცია.

სლაიდი 8

ინდუქციურობა - ფიზიკური. მნიშვნელობა რიცხობრივად უდრის თვითინდუქციის EMF-ს, რომელიც ჩნდება წრედში, როდესაც დენის სიძლიერე იცვლება 1 ამპერით 1 წამში.

სლაიდი 9

ასევე, ინდუქციურობა შეიძლება გამოითვალოს ფორმულით:

სადაც F არის მაგნიტური ნაკადი წრედში, I არის დენის სიძლიერე წრედში.

სლაიდი 10

SI ერთეულები ინდუქციისთვის:

სლაიდი 11

კოჭის ინდუქციურობა დამოკიდებულია:

ბრუნთა რაოდენობა, ხვეულის ზომა და ფორმა და საშუალო მაგნიტური გამტარიანობა (ბირთი შესაძლებელია).

სლაიდი 12

თვითინდუქციური EMF

თვითინდუქციის EMF ხელს უშლის დენის სიძლიერის ზრდას წრედის ჩართვისას და დენის სიძლიერის შემცირებას წრედის გახსნისას.

სლაიდი 13

დენის მაგნიტური ველის ენერგია

დირიჟორის გარშემო არის მაგნიტური ველი, რომელსაც აქვს ენერგია. Საიდან მოდის? ელექტრო წრეში შემავალ დენის წყაროს აქვს ენერგიის რეზერვი. ელექტრული წრედის დახურვის მომენტში, დენის წყარო ხარჯავს ენერგიის ნაწილს თვითინდუქციის წარმოქმნილი EMF-ის მოქმედების დასაძლევად. ენერგიის ეს ნაწილი, რომელსაც დენის თვითენერგია ეწოდება, მიდის მაგნიტური ველის წარმოქმნამდე. მაგნიტური ველის ენერგია უდრის დენის თვითენერგიას. დენის თვითენერგია რიცხობრივად უდრის სამუშაოს, რომელიც დენის წყარომ უნდა გააკეთოს თვითინდუქციური EMF-ის დასაძლევად, რათა შეიქმნას დენი წრეში.

სლაიდი 14

დენის მიერ შექმნილი მაგნიტური ველის ენერგია პირდაპირპროპორციულია დენის სიძლიერის კვადრატისა. სად ქრება მაგნიტური ველის ენერგია დენის გაჩერების შემდეგ? - გამოირჩევა (როდესაც იხსნება საკმარისად დიდი დენის წრე, შეიძლება წარმოიშვას ნაპერწკალი ან რკალი)

ყველა სლაიდის ნახვა

1 სემესტრი

ელექტროდინამიკა

3. ელექტრომაგნიტური ველი

გაკვეთილი 9/36

საგანი. თვითინდუქცია. ინდუქციურობა

გაკვეთილის მიზანი: გააფართოვოს მოსწავლეთა გაგება ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენის შესახებ; ახსნას თვითინდუქციის ფენომენის არსი.

გაკვეთილის ტიპი: გაკვეთილის შემსწავლელი ახალი მასალა.

ᲒᲐᲙᲕᲔᲗᲘᲚᲘᲡ ᲒᲔᲒᲛᲐ

ცოდნის კონტროლი		1. ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენი. 2. ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონი. 3. ლენცის წესი.
დემონსტრაციები		1. წრის გახსნისა და დახურვის დროს თვითინდუქციის ფენომენი. 2. თვითინდუქციის გამოყენება ფლუორესცენტური ნათურის გასანათებლად. 3. ფრაგმენტები ვიდეოფილმის „თვითინდუქციის ფენომენი“.
ახალი მასალის სწავლა		1. თვითინდუქცია. 2. თვითინდუქციის EMF. 3. ინდუქციურობა
შესწავლილი მასალის კონსოლიდაცია		1. ხარისხობრივი კითხვები. 2. პრობლემების გადაჭრის სწავლა.

ახალი მასალის შესწავლა

პირველი დონე

1. გადამრთველი რომელ მომენტში ჩნდება ნაპერწკალი: წრის დახურვის ან გახსნის შემთხვევაში?

2. როდის შეიძლება დავაკვირდეთ თვითინდუქციის ფენომენს DC წრედში?

3. რატომ არის შეუძლებელი დახურულ წრეში დენის სიძლიერის მყისიერად შეცვლა?

მეორე დონე

1. როგორ არის დამოკიდებული მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის მოდულის მნიშვნელობა დენის სიძლიერეზე?

2. ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ კოჭის ინდუქციურობა იზრდება კოჭში მობრუნების რაოდენობის ზრდის შესაბამისად. როგორ შეიძლება აიხსნას ეს ფაქტი?

შესწავლილი მასალის კონფიგურაცია

) . ხარისხობრივი კითხვები

1. რატომ ჩნდება ნაპერწკალი, როდესაც ტრამვაის რკალი წყდება ზედა მავთულიდან?

2. ღია ბირთვიანი ელექტრომაგნიტი დაკავშირებულია DC წრედთან. როდესაც არმატურა ხურავს ბირთვს, წრეში დენის სიძლიერის მოკლევადიანი შემცირება ხდება. რატომ?

3. რატომ ითიშება მძლავრი ელექტროძრავები ქსელიდან შეუფერხებლად და ნელა რეოსტატის გამოყენებით?

) . პრობლემების გადაჭრის სწავლა

1. ზეგამტარი ხვეული 5 H ინდუქციით დახურულია დენის წყაროსთან EMF 20 ვ და ძალიან დაბალი შიდა წინააღმდეგობით. თუ ვივარაუდებთ, რომ კოჭში დენი იზრდება თანაბრად, განსაზღვრეთ დრო, რომ დენი მიაღწიოს 10 A-ს.

გადაწყვეტილებები. კოჭში დენი თანდათან იზრდება თვითინდუქციის ფენომენის გამო. მოდით გამოვიყენოთ ომის კანონი სრული სქემისთვის: სად არის წრედის მთლიანი EMF, რომელიც შედგება წყაროს EMF და თვითინდუქციის EMF: შემდეგ ოჰმის კანონი იღებს ფორმას.

გაკვეთილის მონახაზი ფიზიკაში „თვითინდუქცია. ინდუქციურობა. დენის მაგნიტური ველის ენერგია "(კლასი 8)

გაკვეთილის თემა: თვითინდუქცია. ინდუქციურობა. მაგნიტური ველის ენერგია.

სამიზნე : თვითინდუქციის ფენომენის კონცეფციის ჩამოყალიბება, მისი გამოვლინება ელექტრული დენის სქემებში. თვითინდუქციის გამოყენება ელექტრო მოწყობილობებში.

Დავალებები:

საგანმანათლებლო: გაიმეორეთ მოსწავლეთა ცოდნა ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენის შესახებ, გააღრმავეთ ისინი; ამის საფუძველზე შეისწავლოს თვითინდუქციის ფენომენი.

საგანმანათლებლო: საგნისადმი ინტერესის, შრომისმოყვარეობის და ამხანაგების პასუხების გულდასმით შეფასების უნარის განვითარება. აჩვენეთ მიზეზ-შედეგობრივი კავშირის მნიშვნელობა ფენომენების შემეცნებაში.

განვითარება: მოსწავლეთა ფიზიკური აზროვნების განვითარება, მოსწავლეთა კონცეპტუალური აპარატის გაფართოება, ინფორმაციის ანალიზის, დაკვირვებისა და ექსპერიმენტებიდან დასკვნების გამოტანა უნარების ჩამოყალიბება.

გაკვეთილის ტიპი: გაკვეთილზე ახალი მასალის შესწავლა.

აღჭურვილობა:ძირითადი ინდუქტორი - დემო, კვების წყარო, გასაღები, ორი 3.5 ვ ნათურა, 100 ომიანი რეოსტატი, 200 ვ ნეონის ნათურა.

გამოცდილება: 1) მიკროსქემის დახურვისას თვითინდუქციის ფენომენზე დაკვირვების გამოცდილება; 2) მიკროსქემის გახსნისას თვითინდუქციის ფენომენზე დაკვირვების გამოცდილება;

Გაკვეთილის გეგმა:

ორგანიზების დრო.

საბაზისო ცოდნის განახლება.

Მოტივაცია.

ახალი მასალის სწავლა.

კონსოლიდაცია.

Საშინაო დავალება.

გაკვეთილების დროს

ორგანიზების დრო.(1 წუთი)

საბაზისო ცოდნის განახლება.

რა არის ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენი?

ფარადეის რომელმა ჰიპოთეზამ გამოიწვია ელექტრომაგნიტური ინდუქციის აღმოჩენა?

როგორ აღმოაჩინა ფარადეიმ ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენი?

რა პირობებში ჩნდება ინდუქციური დენი კოჭში?

რა განსაზღვრავს ინდუცირებული დენის მიმართულებას?

რით აიხსნება ალუმინის რგოლის მოგერიება მასში მაგნიტის ჩასმისას და მაგნიტისადმი მიზიდულობა რგოლიდან ამოღებისას?

რატომ არ ურთიერთქმედებს მოჭრილი ალუმინის რგოლი მოძრავ მაგნიტთან?

ჩამოაყალიბეთ ლენცის წესი.

როგორ გამოვიყენოთ ლენცის წესი გამტარში ინდუქციური დენის მიმართულების დასადგენად?

3 . Მოტივაცია.

ელექტროდინამიკას საფუძველი ჩაუყარა ამპერმა 1820 წელს. ამპერის ნამუშევრებმა შთააგონა მრავალი ინჟინერი შეექმნათ სხვადასხვა ტექნიკური მოწყობილობა, როგორიცაა ელექტროძრავა (დიზაინერი B.S. Jacobi), ტელეგრაფი (S. Morse), ელექტრომაგნიტი, რომელიც შეიქმნა ცნობილი ამერიკელი მეცნიერის ჰენრის მიერ. სხვადასხვა ელექტრომაგნიტების შექმნით, 1832 წელს მეცნიერმა აღმოაჩინა ელექტრომაგნიტიზმში ახალი ფენომენი - თვითინდუქციის ფენომენი. ამ გაკვეთილზე ვისაუბრებთ ამაზე.

4. ახალი მასალის შესწავლა.

განვიხილოთ ელექტრომაგნიტური ინდუქციის განსაკუთრებული შემთხვევა: ინდუქციური დენის გაჩენა კოჭში, როდესაც მასში დენის სიძლიერე იცვლება.

ამისათვის ჩვენ ჩავატარებთ ნახატზე გამოსახულ ექსპერიმენტს. წრეს ვხურავთ გასაღებით Kl. ნათურა L1 მაშინვე ანათებს, ხოლო L2 - დაახლოებით 1 წამის დაგვიანებით. დაგვიანების მიზეზი შემდეგია. ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენის მიხედვით, ინდუქციური დენები წარმოიქმნება რეოსტატში და კოჭში. ისინი ხელს უშლიან დენის I 1 და I 2 სიძლიერის ზრდას (ეს გამომდინარეობს ლენცის წესიდან და მარჯვენა ხელის წესიდან). მაგრამ ხვეულ K-ში ინდუქციური დენი ბევრად მეტი იქნება, ვიდრე რეოსტატი P-ში, ვინაიდან ხვეულს აქვს გაცილებით მეტი ბრუნვის რაოდენობა და ბირთვი, ანუ მას აქვს უფრო დიდი ინდუქციურობა ვიდრე რეოსტატი.

ჩვენს ექსპერიმენტში ჩვენ ვაკვირდებით თვითინდუქციის ფენომენს.

თვითინდუქციის ფენომენი არის ინდუქციური დენის გაჩენა კოჭში, როდესაც მასში მიმდინარე სიძლიერე იცვლება. ამ შემთხვევაში მიღებულ ინდუქციურ დენს თვითინდუქციური დენი ეწოდება. ეს ფენომენი აღმოაჩინა ჯოზეფ ჰენრიმ, თითქმის ერთდროულად ფარადეის მიერ ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენის აღმოჩენასთან.

ელექტრული წრედის გახსნისას თვითინდუქცია და მაგნიტური ველის ენერგია.მძლავრი ინდუქციური დენის გამოჩენა წრედის გახსნისას მიუთითებს იმაზე, რომ კოჭში დენის მაგნიტურ ველს აქვს ენერგია. სწორედ მაგნიტური ველის ენერგიის შემცირებით მიმდინარეობს მუშაობა ინდუქციური დენის შესაქმნელად. ამ მომენტში ანათებს Ln ნათურა, რომელიც ნორმალურ პირობებში ანათებს 200 ვ ძაბვის დროს. და ეს ენერგია დაგროვდა ადრე, როდესაც წრე დაიხურა, როდესაც დენის წყაროს ენერგიის გამო, სამუშაო გაკეთდა თვითინდუქციური დენის დასაძლევად, რომელიც ხელს უშლის წრეში დენის ზრდას და მის მაგნიტურ ველს.

ინდუქციურობა- ეს არის თვითინდუქციის EMF-ის ტოლი მნიშვნელობა, როდესაც დირიჟორში მიმდინარე სიძლიერე იცვლება 1 A-ით 1 წამში. ინდუქციურობის ერთეულია ჰენრი (H). 1 H = 1 V s/A. 1 ჰენრი არის ისეთი დირიჟორის ინდუქციურობა, რომელშიც 1 ვოლტიანი თვითინდუქციის EMF ხდება 1 ა/წმ დენის სიძლიერის ცვლილების სიჩქარით. L ეწოდება ინდუქციურობას. რადიოინჟინერიაში და ელექტროტექნიკაში გამოყენებული სხვადასხვა ინდუქტორების დემონსტრირება. ჩვენ ვიყენებთ სახელმძღვანელოებს სტუდენტების სანახავად. (ინდუქტორები)

ფლუორესცენტური ნათურაარის გაზის გამონადენი სინათლის წყაროები. მათი მანათობელი ნაკადი იქმნება ფოსფორების ბზინვარების გამო, რომლებიც გავლენას ახდენენ გამონადენის ულტრაიისფერი გამოსხივებით. მისი ხილული სიკაშკაშე ჩვეულებრივ არ აღემატება 1-2%-ს. ფლუორესცენტური ნათურები (LL) ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა ტიპის შენობების განათებაში. მათი მანათობელი ეფექტურობა ბევრჯერ აღემატება ჩვეულებრივი ინკანდესენტური ნათურების ეფექტურობას. ჩამრთველად გამოიყენება დამწყებ მოწყობილობა. დამწყები არის პატარა გაზის გამონადენის ნათურა. შუშის კოლბა ივსება ინერტული აირით (ნეონის ან ჰელიუმ-წყალბადის ნარევი) და მოთავსებულია ლითონის ან პლასტმასის ყუთში. როდესაც წრე ჩართულია ქსელის ძაბვისთვის, ის მთლიანად გამოყენებული იქნება დამწყებზე. დამწყებ ელექტროდები ღიაა და მასში ჩნდება მბზინავი გამონადენი. წრეში მცირე დენი (20-50 mA) შემოვა. ეს დენი ათბობს ბიმეტალურ ელექტროდებს და ისინი, მოხრილი, ხურავს წრედს და სტარტერში მბზინავი გამონადენი შეჩერდება. ნათურის აალების შემდეგ წრეში დადგინდება ნათურის ნომინალური მოქმედი დენის ტოლი დენი. ეს დენი გამოიწვევს ძაბვის ისეთ ვარდნას ინდუქტორზე, რომ ნათურის ძაბვა გახდება ქსელის ნომინალური ძაბვის ნახევარის ტოლი. ვინაიდან სტარტერი დაკავშირებულია ნათურის პარალელურად, მასზე ძაბვა ტოლი იქნება ნათურის ძაბვისა და იმის გამო, რომ საკმარისი არ არის სტარტერში მბზინავი გამონადენის აალება, მისი ელექტროდები ღია დარჩება, როდესაც ნათურა იწვის.

5. კონსოლიდაცია.

1. რა ფენომენი იქნა შესწავლილი ექსპერიმენტში.
2. რა არის თვითინდუქციის ფენომენი?
3. შეიძლება თუ არა თვითინდუქციური დენი გაჩნდეს პირდაპირი დენის მატარებელ გამტარში? თუ არა, გთხოვთ ამიხსნათ რატომ; თუ ასეა, რა პირობით.
4. რა ენერგიის შემცირებით შესრულდა მუშაობა ინდუქციური დენის შესაქმნელად წრედის გახსნისას?

5. რა ფაქტები ადასტურებს, რომ მაგნიტურ ველს აქვს ენერგია?

6. რა არის ინდუქციურობა?

7. რა არის ინდუქციურობის SI ერთეული და რა ჰქვია მას?

8. რა არის ჩოკი და რატომ არის საჭირო ფლუორესცენტური ნათურის მუშაობისას?

დავალება 1.რა არის კოჭის ინდუქციურობა, თუ დენის სიძლიერის თანდათანობითი ცვლილებით 5-დან 10A-მდე 0,1 წამში, თვითინდუქციის EMF ხდება 20 ვ-ის ტოლი?