Šajā nodarbībā uzzināsim, kā un kas atklāja pašindukcijas fenomenu, izskatīsim eksperimentu, ar kuru demonstrēsim šo fenomenu, noteiksim, ka pašindukcija ir īpašs elektromagnētiskās indukcijas gadījums. Nodarbības beigās mēs ieviešam fizisko lielumu, kas parāda pašindukcijas EML atkarību no vadītāja izmēra un formas un vides, kurā vadītājs atrodas, t.i., induktivitāti.

Henrijs izgudroja plakanas vara sloksnes spoles, ar kurām viņš panāca spēka efektus, kas bija izteiktāki nekā ar stiepļu solenoīdiem. Zinātnieks pamanīja, ka tad, kad ķēdē atrodas jaudīga spole, strāva šajā ķēdē sasniedz maksimālo vērtību daudz lēnāk nekā bez spoles.

Rīsi. 2. D. Henrija eksperimentālās iekārtas shēma

Uz att. 2. attēlā ir parādīta eksperimentālā iestatījuma elektriskā ķēde, uz kuras pamata ir iespējams demonstrēt pašindukcijas fenomenu. Elektriskā ķēde sastāv no divām paralēli savienotām spuldzēm, kas caur atslēgu savienotas ar līdzstrāvas avotu. Ar vienu no spuldzēm virknē ir savienota spole. Pēc ķēdes aizvēršanas var redzēt, ka spuldze, kas virknē savienota ar spoli, iedegas lēnāk nekā otrā spuldze (3. att.).

Rīsi. 3. Atšķirīga spuldžu kvēlspuldze ķēdes ieslēgšanas brīdī

Kad avots ir izslēgts, virknē ar spoli savienotā spuldze nodziest lēnāk nekā otrā spuldze.

Kāpēc gaismas nodziest vienlaicīgi?

Kad atslēga ir aizvērta (4. att.), pašindukcijas EML rašanās dēļ strāva spuldzē ar spoli palielinās lēnāk, tāpēc šī spuldze iedegas lēnāk.

Rīsi. 4. Taustiņu slēdzene

Kad atslēga ir atvērta (5. att.), topošais pašindukcijas EMF neļauj strāvai samazināties. Tāpēc strāva kādu laiku turpina plūst. Strāvas pastāvēšanai ir nepieciešama slēgta ķēde. Ķēdē ir tāda ķēde, tajā ir abas spuldzes. Tāpēc, atverot ķēdi, spuldzēm kādu laiku vajadzētu spīdēt vienādi, un novērotā aizkave var būt citu iemeslu dēļ.

Rīsi. 5. Atslēgas atvēršana

Apsveriet procesus, kas notiek šajā ķēdē, kad atslēga ir aizvērta un atvērta.

1. Atslēgas aizvēršana.

Ķēdē ir vadoša cilpa. Ļaujiet strāvai šajā spolē plūst pretēji pulksteņrādītāja virzienam. Tad magnētiskais lauks tiks vērsts uz augšu (6. att.).

Tādējādi spole atrodas sava magnētiskā lauka telpā. Palielinoties strāvai, spole atradīsies savas strāvas mainīgā magnētiskā lauka telpā. Ja strāva palielinās, tad palielinās arī šīs strāvas radītā magnētiskā plūsma. Kā zināms, palielinoties magnētiskajai plūsmai, kas iekļūst ķēdes plaknē, šajā ķēdē rodas indukcijas elektromotora spēks un rezultātā indukcijas strāva. Saskaņā ar Lenca likumu šī strāva tiks virzīta tā, lai tās magnētiskais lauks novērstu magnētiskās plūsmas izmaiņas, kas iekļūst ķēdes plaknē.

Tas ir, tai, kas aplūkota attēlā. 6 apgriezienus, indukcijas strāva jāvirza pulksteņrādītāja virzienā (7. att.), tādējādi novēršot pagrieziena pašas strāvas palielināšanos. Līdz ar to, kad atslēga ir aizvērta, strāva ķēdē uzreiz nepalielinās, jo šajā ķēdē rodas bremzēšanas indukcijas strāva, kas ir vērsta pretējā virzienā.

2. Atslēgas atvēršana

Atverot atslēgu, strāva ķēdē samazinās, kas noved pie magnētiskās plūsmas samazināšanās caur spoles plakni. Magnētiskās plūsmas samazināšanās izraisa indukcijas EML un indukcijas strāvas parādīšanos. Šajā gadījumā indukcijas strāva tiek virzīta tajā pašā virzienā kā pašas cilpas strāva. Tas noved pie lēnāka iekšējās strāvas samazināšanās.

Secinājums: mainoties strāvai vadītājā, tajā pašā vadītājā notiek elektromagnētiskā indukcija, kas ģenerē indukcijas strāvu, kas virzīta tā, lai novērstu jebkādas iekšējās strāvas izmaiņas vadītājā (8. att.). Tāda ir pašindukcijas fenomena būtība. Pašindukcija ir īpašs elektromagnētiskās indukcijas gadījums.

Rīsi. 8. Ķēdes ieslēgšanas un izslēgšanas brīdis

Formula tiešā vadītāja magnētiskās indukcijas noteikšanai ar strāvu:

kur - magnētiskā indukcija; - magnētiskā konstante; - strāvas stiprums; - attālums no vadītāja līdz punktam.

Magnētiskās indukcijas plūsma caur vietu ir vienāda ar:

kur ir virsmas laukums, kurā iekļūst magnētiskā plūsma.

Tādējādi magnētiskās indukcijas plūsma ir proporcionāla strāvas stiprumam vadītājā.

Spolei, kurā ir apgriezienu skaits un garums, magnētiskā lauka indukciju nosaka pēc šādas attiecības:

Magnētiskā plūsma, ko rada spole ar apgriezienu skaitu N, ir vienāds ar:

Šajā izteiksmē aizstājot magnētiskā lauka indukcijas formulu, mēs iegūstam:

Apgriezienu skaita attiecību pret spoles garumu apzīmē ar skaitli:

Mēs iegūstam galīgo magnētiskās plūsmas izteiksmi:

No iegūtās attiecības var redzēt, ka plūsmas vērtība ir atkarīga no strāvas stipruma un spoles ģeometrijas (rādiuss, garums, apgriezienu skaits). Vērtību, kas vienāda ar, sauc par induktivitāti:

Induktivitātes mērvienība ir henrijs:

Tāpēc magnētiskās indukcijas plūsma, ko izraisa strāva spolē, ir:

Ņemot vērā indukcijas EML formulu, mēs iegūstam, ka pašindukcijas EML ir vienāds ar strāvas un induktivitātes izmaiņu ātruma reizinājumu, kas ņemts ar “-” zīmi:

pašindukcija- tā ir elektromagnētiskās indukcijas parādība vadītājā, kad mainās caur šo vadītāju plūstošās strāvas stiprums.

Pašindukcijas elektromotora spēks ir tieši proporcionāls caur vadītāju plūstošās strāvas izmaiņu ātrumam, kas ņemts ar mīnusa zīmi. Proporcionalitātes koeficientu sauc induktivitāte, kas ir atkarīgs no vadītāja ģeometriskajiem parametriem.

Vadītāja induktivitāte ir vienāda ar 1 H, ja ar strāvas izmaiņu ātrumu vadītājā, kas vienāds ar 1 A sekundē, šajā vadītājā rodas pašindukcijas elektromotora spēks, kas vienāds ar 1 V.

Cilvēks katru dienu saskaras ar sevis indukcijas fenomenu. Katru reizi, kad mēs ieslēdzam vai izslēdzam gaismu, mēs tādējādi aizveram vai atveram ķēdi, vienlaikus izraisot indukcijas strāvu. Dažreiz šīs strāvas var sasniegt tik lielas vērtības, ka slēdža iekšpusē izlec dzirkstele, ko mēs varam redzēt.

Bibliogrāfija

1. Mjakiševs G.Ya. Fizika: Proc. 11 šūnām. vispārējā izglītība iestādēm. - M.: Izglītība, 2010.
2. Kasjanovs V.A. Fizika. 11. klase: Proc. vispārējai izglītībai iestādēm. - M.: Bustards, 2005.
3. Gendenstein L.E., Dick Yu.I., Fizika 11. - M .: Mnemosyne.

1. Interneta portāls Myshared.ru ().
2. Interneta portāls Physics.ru ().
3. Interneta portāls Festival.1september.ru ().

Mājasdarbs

1. Jautājumi 15. rindkopas beigās (45. lpp.) - Myakishev G.Ya. Fizika 11 (skatīt ieteicamās literatūras sarakstu)
2. Kura vadītāja induktivitāte ir 1 Henrijs?

Nodarbības mērķis: veidot priekšstatu, ka strāvas stipruma izmaiņas vadītājā rada virpuļviļņu, kas var vai nu paātrināt, vai palēnināt kustīgos elektronus.

Nodarbību laikā

Mājas darbu pārbaude ar individuālās aptaujas metodi

1. Iegūstiet formulu indukcijas elektromotora spēka aprēķināšanai vadītājam, kas pārvietojas magnētiskajā laukā.

2. Atvasināt formulu indukcijas elektromotora spēka aprēķināšanai, izmantojot elektromagnētiskās indukcijas likumu.

3. Kur tiek izmantots elektrodinamiskais mikrofons un kā tas ir sakārtots?

4. Uzdevums. Stieples spoles pretestība ir 0,03 omi. Magnētiskā plūsma spoles iekšpusē samazinās par 12 mWb. Kāds elektriskais lādiņš iziet cauri cilpas šķērsgriezumam?

Lēmums. ξi=ΔF/Δt; ξi= Iiʹ·R; Ii =Δq/Δt; ΔF/Δt = Δq R/Δt; Δq = ΔФΔt/ RΔt; Δq= ΔФ/R;

Jauna materiāla apgūšana

1. Pašindukcija.

Ja caur vadītāju plūst maiņstrāva, tad tajā pašā vadītājā tas rada indukcijas EML - tā ir parādība

Pašindukcija. Vadošajai ķēdei ir divējāda loma: caur to plūst strāva, un šī strāva tajā rada indukcijas EML.

Balstīts uz Lenca likumu; strāvai pieaugot, virpuļelektriskā lauka intensitāte ir vērsta pret strāvu, t.i. neļauj tai augt.

Strāvas samazināšanās laikā virpuļlauks to uztur.

Apsveriet ķēdi, kas parāda, ka strāvas stiprums sasniedz noteiktu

vērtības pakāpeniski laika gaitā.

Eksperimentu demonstrēšana ar shēmām. Izmantojot pirmo ķēdi, mēs parādīsim, kā indukcijas emf parādās, kad ķēde ir aizvērta.

Kad atslēga ir aizvērta, pirmā lampiņa iedegas uzreiz, otrā ar kavēšanos, pateicoties lielai pašindukcijai ķēdē, ko rada serdes spole.

Ar otrās ķēdes palīdzību mēs demonstrēsim indukcijas EMF izskatu, kad ķēde ir atvērta.

Atvēršanas brīdī caur ampērmetru plūdīs virzīta strāva pret sākotnējo strāvu.

Atverot, strāva var pārsniegt sākotnējo strāvas vērtību. Tas nozīmē, ka pašindukcijas EML var būt lielāks par strāvas avota EML.

Izdariet analoģiju starp inerci un pašindukciju

Induktivitāte.

Magnētiskā plūsma ir proporcionāla magnētiskās indukcijas lielumam un strāvas stiprumam. F~B~I.

F= L I; kur L ir proporcionalitātes koeficients starp strāvu un magnētisko plūsmu.

Šo attiecību bieži sauc cilpas induktivitāte vai pašindukcijas koeficients.

Izmantojot induktivitātes vērtību, elektromagnētiskās indukcijas likumu var uzrakstīt šādi:

ξis= – ΔФ/Δt = – L ΔI/Δt

Induktivitāte ir fizikāls lielums, kas skaitliski vienāds ar pašindukcijas EML, kas rodas ķēdē, kad strāva mainās par 1 A 1 sekundē.

Izmēriet induktivitāti pēc Henrija (H) 1 H = 1 V s / A

Par pašindukcijas nozīmi elektrotehnikā un radiotehnikā.

Secinājums: mainīgai strāvai plūstot caur vadītāju, parādās virpuļveida elektriskais lauks.

Virpuļlauks palēnina brīvos elektronus, palielinoties strāvai, un uztur to, strāvai samazinoties.

Izpētītā materiāla konsolidācija.

– Kā izskaidrot pašindukcijas fenomenu?

– Izdariet analoģiju starp inerci un pašindukciju.

- Kāda ir ķēdes induktivitāte, kādās mērvienībās mēra induktivitāti?

- Uzdevums. Pie strāvas stipruma 5 A ķēdē parādās magnētiskā plūsma 0,5 mWb. Kāda būs ķēdes induktivitāte?

Lēmums. ΔF/Δt = – L ΔI/Δt; L = ΔF/ΔI; L \u003d 1 10-4H

Apkopojot stundu

Mājas darbs: §15, rep. §13, piem. 2 Nr.10

1. Nodarbības mērķis: formulēt elektromagnētiskās indukcijas kvantitatīvo likumu; skolēniem vajadzētu uzzināt, kas ir magnētiskās indukcijas EML un kas ir magnētiskā plūsma. Nodarbības gaita Pārbauda mājasdarbus...
2. Nodarbības mērķis: veidot skolēnos priekšstatu par pretestības esamību tikai maiņstrāvas ķēdē - tās ir kapacitatīvās un induktīvās pretestības. Nodarbības gaita Pārbauda mājasdarbus...
3. Nodarbības mērķis: veidot priekšstatu par elektriskās strāvas enerģiju vadītājā un strāvas radītā magnētiskā lauka enerģiju. Nodarbības gaita Mājas darbu pārbaude, testējot...
4. Nodarbības mērķis: iepazīstināt ar elektromotora spēka jēdzienu; iegūt Oma likumu slēgtai ķēdei; radīt skolēnos priekšstatu par atšķirību starp EML, spriegumu un potenciālu starpību. Kustēties...
5. Nodarbības mērķis: veidot skolēnu izpratni par aktīvo pretestību maiņstrāvas ķēdē, strāvas un sprieguma efektīvo vērtību. Nodarbības norise Notiek mājas pārbaude...
6. Nodarbības mērķis: izveidot priekšstatu, ka indukcijas EML var rasties vai nu stacionārā vadītājā, kas novietots mainīgā magnētiskajā laukā, vai kustīgā vadītājā pastāvīgā ...
7. Nodarbības mērķis: noskaidrot, kā notika elektromagnētiskās indukcijas atklāšana; veidot elektromagnētiskās indukcijas jēdzienu, Faradeja atklājuma nozīmi mūsdienu elektrotehnikā. Nodarbības gaita 1. Kontroldarba analīze ...
8. Nodarbības mērķis: apsvērt transformatoru ierīci un darbības principu; sniedziet pierādījumus, ka elektriskajai strāvai nekad nebūtu bijis tik plašs pielietojums, ja vienā reizē ...
9. Nodarbības mērķis: noskaidrot, kas izraisa indukcijas EML kustīgos vadītājos, kas novietoti pastāvīgā magnētiskajā laukā; likt studentiem secināt, ka spēks darbojas uz apsūdzībām ...
10. Nodarbības mērķis: studentu asimilācijas kontrole par pētāmo tēmu, loģiskās domāšanas attīstība, skaitļošanas prasmju pilnveidošana. Nodarbības gaita Skolēnu organizēšana ieskaites veikšanai 1.variants Nr.1. Fenomens...
11. Nodarbības mērķis: veidot skolēnu izpratni par elektrisko un magnētisko lauku, kā vienotu veselumu - elektromagnētisko lauku. Nodarbības gaita Mājas darbu pārbaude, testējot...
12. Nodarbības mērķis: pārbaudīt skolēnu zināšanas par apgūto tēmu, pilnveidot dažāda veida problēmu risināšanas prasmes. Stundu gaita Mājas darbu pārbaude Skolēnu atbilžu atbilstība mājās sagatavotajām...
13. Nodarbības mērķis: atkārtot un apkopot zināšanas par apskatīto tēmu; pilnveidot spēju domāt loģiski, vispārināt, risināt kvalitatīvas un skaitļošanas problēmas. Nodarbības gaita Mājasdarbu pārbaude 1....
14. Nodarbības mērķis: pierādīt skolēniem, ka brīvajām elektromagnētiskajām svārstībām ķēdē nav praktiska pielietojuma; tiek izmantotas neslāpētas piespiedu svārstības, kas ir ļoti noderīgas praksē. Kustēties...
15. Nodarbības mērķis: veidot magnētiskās indukcijas moduļa un ampērspēka jēdzienu; spēt atrisināt problēmas, lai noteiktu šos daudzumus. Nodarbības gaita Mājas darbu pārbaude pēc individuālās...

2. slaids

PAŠINDUKCIJA

Katrs vadītājs, caur kuru plūst elektriskā strāva, atrodas savā magnētiskajā laukā.

3. slaids

Mainoties strāvas stiprumam vadītājā, mainās m.lauks, t.i. mainās šīs strāvas radītā magnētiskā plūsma. Magnētiskās plūsmas izmaiņas noved pie virpuļa elektriskā lauka rašanās, un ķēdē parādās indukcijas EMF.

4. slaids

Pašindukcija - indukcijas EML parādība elektriskā ķēdē strāvas stipruma izmaiņu rezultātā. Iegūto emf sauc par pašindukcijas emf.

5. slaids

Pašindukcijas fenomena izpausme

6. slaids

Secinājums elektrotehnikā pašindukcijas fenomens izpaužas, kad ķēde ir slēgta (elektriskā strāva pakāpeniski palielinās) un ķēde tiek atvērta (elektriskā strāva uzreiz nepazūd).

7. slaids

INDUKTANCE

No kā ir atkarīgs pašindukcijas EML? Elektriskā strāva rada savu magnētisko lauku. Magnētiskā plūsma caur ķēdi ir proporcionāla magnētiskā lauka indukcijai (Ф ~ B), indukcija ir proporcionāla strāvas stiprumam vadītājā (B ~ I), tāpēc magnētiskā plūsma ir proporcionāla strāvas stiprumam (Ф ~ I ). Pašindukcijas EMF ir atkarīgs no strāvas stipruma izmaiņu ātruma elektriskajā ķēdē, no vadītāja īpašībām (izmēra un formas) un no vides, kurā atrodas vadītājs, relatīvās magnētiskās caurlaidības. Fizikālo lielumu, kas parāda pašindukcijas EML atkarību no vadītāja izmēra un formas un vides, kurā vadītājs atrodas, sauc par pašindukcijas koeficientu vai induktivitāti.

8. slaids

Induktivitāte - fiziska. vērtība, kas skaitliski vienāda ar pašindukcijas EML, kas rodas ķēdē, kad strāvas stiprums mainās par 1 ampēru 1 sekundē.

9. slaids

Arī induktivitāti var aprēķināt pēc formulas:

kur F ir magnētiskā plūsma caur ķēdi, I ir strāvas stiprums ķēdē.

10. slaids

SI induktivitātes mērvienības:

11. slaids

Spoles induktivitāte ir atkarīga no:

apgriezienu skaits, spoles izmērs un forma, kā arī vides relatīvā magnētiskā caurlaidība (iespējama serde).

12. slaids

PAŠINDUKCIJAS EMF

Pašindukcijas EMF novērš strāvas stipruma palielināšanos, kad ķēde tiek ieslēgta, un strāvas stipruma samazināšanos, kad ķēde tiek atvērta.

13. slaids

Strāvas MAGNĒTISKĀ LAUKA ENERĢIJA

Ap vadītāju ar strāvu ir magnētiskais lauks, kam ir enerģija. No kurienes tas nāk? Elektriskajā ķēdē iekļautajam strāvas avotam ir enerģijas rezerve. Elektriskās ķēdes aizvēršanas brīdī strāvas avots patērē daļu savas enerģijas, lai pārvarētu topošā pašindukcijas EML darbību. Šī enerģijas daļa, ko sauc par strāvas pašenerģiju, nonāk magnētiskā lauka veidošanā. Magnētiskā lauka enerģija ir vienāda ar strāvas pašenerģiju. Strāvas pašenerģija skaitliski ir vienāda ar darbu, kas jāveic strāvas avotam, lai pārvarētu pašindukcijas EMF, lai ķēdē izveidotu strāvu.

14. slaids

Strāvas radītā magnētiskā lauka enerģija ir tieši proporcionāla strāvas stipruma kvadrātam. Kur pazūd magnētiskā lauka enerģija pēc strāvas apstāšanās? - izceļas (atverot ķēdi ar pietiekami lielu strāvu, var rasties dzirkstele vai loks)

Skatīt visus slaidus

1. semestris

ELEKTRODINAMIKA

3. Elektromagnētiskais lauks

NODARBĪBA 9/36

Priekšmets. Pašindukcija. Induktivitāte

Nodarbības mērķis: paplašināt skolēnu izpratni par elektromagnētiskās indukcijas fenomenu; izskaidro pašindukcijas fenomena būtību.

Nodarbības veids: nodarbība jauna materiāla apguve.

NODARBĪBAS PLĀNS

Zināšanu kontrole		1. Elektromagnētiskās indukcijas parādība. 2. Elektromagnētiskās indukcijas likums. 3. Lenca likums.
Demonstrācijas		1. Pašindukcijas fenomens apļa atvēršanās un aizvēršanās laikā. 2. Pašindukcijas izmantošana dienasgaismas spuldzes iedegšanai. 3. Videofilmas "Pašindukcijas fenomens" fragmenti.
Jauna materiāla apgūšana		1. Pašindukcija. 2. Pašindukcijas EML. 3. Induktivitāte
Izpētītā materiāla konsolidācija		1. Kvalitatīvie jautājumi. 2. Mācīšanās risināt problēmas.

MĀCĪBU JAUNS MATERIĀLS

Pirmais līmenis

1. Kurā brīdī slēdzis dzirksteļo: apļa aizvēršanas vai atvēršanas gadījumā?

2. Kad līdzstrāvas ķēdē var novērot pašindukcijas fenomenu?

3. Kāpēc slēgtā ķēdē nav iespējams momentāli mainīt strāvas stiprumu?

Otrais līmenis

1. Kā magnētiskās indukcijas vektora moduļa vērtība ir atkarīga no strāvas stipruma?

2. Eksperimenti liecina, ka spoles induktivitāte palielinās atbilstoši spoles apgriezienu skaita pieaugumam. Kā var izskaidrot šo faktu?

PĒTĀMĀ MATERIĀLA KONFIGURĀCIJA

) . Kvalitatīvi jautājumi

1. Kāpēc rodas dzirksteļošana, kad tramvaja loka plīst no gaisa vada?

2. Atvērtā kodola elektromagnēts ir pievienots līdzstrāvas ķēdei. Kad armatūra aizver serdi, ķēdē īslaicīgi samazinās strāvas stiprums. Kāpēc?

3. Kāpēc jaudīgi elektromotori tiek vienmērīgi un lēni atvienoti no elektrotīkla, izmantojot reostatu?

) . Mācīšanās risināt problēmas

1. Supravadoša spole ar induktivitāti 5 H ir slēgta strāvas avotam ar EMF 20 V un ļoti zemu iekšējo pretestību. Pieņemot, ka strāva spolē palielinās vienmērīgi, nosakiet laiku, kas nepieciešams, lai strāva sasniegtu 10 A.

Risinājumi. Pašindukcijas fenomena dēļ strāva spolē pakāpeniski palielinās. Visai shēmai izmantosim Oma likumu: kur ir ķēdes kopējais EML, kas sastāv no avota EML un pašindukcijas EML: Tad Oma likums iegūst formu.

Nodarbības fizikā “Pašindukcija. Induktivitāte. Strāvas magnētiskā lauka enerģija "(8. klase)

Nodarbības tēma: Pašindukcija. Induktivitāte. Magnētiskā lauka enerģija.

Mērķis : Pašindukcijas fenomena jēdziena veidošanās, tā izpausme elektriskās strāvas ķēdēs. Pašindukcijas izmantošana elektriskās ierīcēs.

Uzdevumi:

Izglītības: Atkārtot skolēnu zināšanas par elektromagnētiskās indukcijas fenomenu, padziļināt tās; uz šī pamata pētīt pašindukcijas fenomenu.

Izglītības: Izkopt interesi par mācību priekšmetu, centību un spēju rūpīgi izvērtēt biedru atbildes. Parādiet cēloņu un seku attiecību nozīmi parādību atpazīstamībā.

Attīstās: Studentu fiziskās domāšanas attīstība, studentu konceptuālā aparāta paplašināšana, prasmju veidošana, lai analizētu informāciju, izdarītu secinājumus no novērojumiem un eksperimentiem.

Nodarbības veids: stunda, kurā apgūst jaunu materiālu.

Aprīkojums: Serdes induktors - demo, barošanas bloks, atslēga, divas 3,5 V spuldzes, 100 Ohm reostats, 200 V neona spuldze.

Pieredze: 1) pieredze pašindukcijas fenomena novērošanā, kad ķēde ir slēgta; 2) pieredze pašindukcijas fenomena novērošanā, kad ķēde tiek atvērta;

Nodarbības plāns:

Laika organizēšana.

Pamatzināšanu atjaunināšana.

Motivācija.

Jauna materiāla apgūšana.

Konsolidācija.

Mājasdarbs.

Nodarbību laikā

Laika organizēšana.(1 minūte)

Pamatzināšanu atjaunināšana.

Kāda ir elektromagnētiskās indukcijas parādība?

Kāda Faradeja hipotēze noveda pie elektromagnētiskās indukcijas atklāšanas?

Kā Faradejs atklāja elektromagnētiskās indukcijas fenomenu?

Kādos apstākļos spolē rodas indukcijas strāva?

Kas nosaka inducētās strāvas virzienu?

Ar ko ir izskaidrojama alumīnija gredzena atgrūšanās, kad tajā tiek ievietots magnēts, un magnēta pievilkšanās, kad tas tiek noņemts no gredzena?

Kāpēc sagriezts alumīnija gredzens nesadarbojas ar kustīgu magnētu?

Formulējiet Lenca likumu.

Kā izmantot Lenca likumu, lai noteiktu induktīvās strāvas virzienu vadītājā?

3 . Motivācija.

Elektrodinamikas pamatus Ampērs ielika 1820. gadā. Ampera darbs iedvesmoja daudzus inženierus izstrādāt dažādas tehniskas ierīces, piemēram, elektromotoru (konstruktors B. S. Jacobi), telegrāfu (S. Morse), elektromagnētu, kuru izstrādāja slavenais amerikāņu zinātnieks Henrijs. Radot dažādus elektromagnētus, zinātnieks 1832. gadā atklāja jaunu parādību elektromagnētismā – pašindukcijas fenomenu. Par to mēs runāsim šajā nodarbībā.

4. Jauna materiāla apgūšana.

Apsveriet īpašu elektromagnētiskās indukcijas gadījumu: induktīvās strāvas rašanos spolē, kad mainās strāvas stiprums tajā.

Lai to izdarītu, mēs veiksim attēlā parādīto eksperimentu. Mēs aizveram ķēdi ar atslēgu Kl. Lampa L1 iedegsies nekavējoties, bet L2 - ar aptuveni 1 s aizkavi. Kavēšanās iemesls ir šāds. Saskaņā ar elektromagnētiskās indukcijas fenomenu reostatā un spolē rodas induktīvās strāvas. Tie novērš strāvas stipruma I 1 un I 2 palielināšanos (tas izriet no Lenca likuma un labās rokas noteikuma). Bet spolē K indukcijas strāva būs daudz lielāka nekā reostatā P, jo spolei ir daudz lielāks apgriezienu skaits un serde, t.i., tai ir lielāka induktivitāte nekā reostatam.

Eksperimentā mēs novērojam pašindukcijas fenomenu.

Pašindukcijas parādība ir indukcijas strāvas rašanās spolē, mainoties strāvas stiprumam tajā. Šajā gadījumā iegūto indukcijas strāvu sauc par pašindukcijas strāvu. Šo fenomenu atklāja Džozefs Henrijs, gandrīz vienlaikus ar elektromagnētiskās indukcijas fenomenu, ko atklāja Faradejs.

Pašindukcija, atverot elektrisko ķēdi, un magnētiskā lauka enerģija. Spēcīgas indukcijas strāvas parādīšanās, kad ķēde tiek atvērta, norāda, ka strāvas magnētiskajam laukam spolē ir enerģija. Samazinot magnētiskā lauka enerģiju, tiek veikts darbs, lai radītu indukcijas strāvu. Šajā brīdī mirgo Ln lampiņa, kas normālos apstākļos iedegas pie 200V sprieguma. Un šī enerģija uzkrājās agrāk, kad ķēde tika slēgta, kad strāvas avota enerģijas dēļ tika veikts darbs, lai pārvarētu pašindukcijas strāvu, kas novērš strāvas palielināšanos ķēdē, un tās magnētisko lauku.

Induktivitāte- šī ir vērtība, kas vienāda ar pašindukcijas EMF, kad strāvas stiprums vadītājā mainās par 1 A 1 sekundē. Induktivitātes mērvienība ir Henrijs (H). 1 H = 1 V s/A. 1 henrijs ir tāda vadītāja induktivitāte, kurā notiek 1 volta pašindukcijas EML ar strāvas stipruma izmaiņu ātrumu 1 A / s. L sauc par induktivitāti. Dažādu radiotehnikā un elektrotehnikā izmantojamo induktoru demonstrēšana. Mēs izmantojam izdales materiālus, ko studenti var apskatīt. (induktors)

Luminiscences spuldze ir gāzizlādes gaismas avoti. To gaismas plūsma veidojas luminoforu mirdzuma dēļ, ko ietekmē izlādes ultravioletais starojums. Tās redzamais spīdums parasti nepārsniedz 1-2%. Luminiscences spuldzes (LL) plaši izmanto dažāda veida telpu apgaismojumā. To gaismas efektivitāte ir daudzkārt lielāka nekā parastajām kvēlspuldzēm. Kā slēdzis tiek izmantota startera ierīce. Starteris ir maza gāzizlādes kvēlspuldze. Stikla kolbu piepilda ar inertu gāzi (neona vai hēlija-ūdeņraža maisījumu) un ievieto metāla vai plastmasas korpusā. Kad ķēde ir ieslēgta tīkla spriegumam, tā tiks pilnībā piemērota starterim. Startera elektrodi ir atvērti, un tajā notiek kvēlspuldze. Ķēdē plūdīs neliela strāva (20-50 mA). Šī strāva sasilda bimetāla elektrodus, un tie, saliekot, aizver ķēdi, un starterī tiks pārtraukta spīduma izlāde. Pēc lampas aizdedzināšanas ķēdē tiks izveidota strāva, kas vienāda ar lampas nominālo darba strāvu. Šī strāva izraisīs tādu sprieguma kritumu pāri induktors, ka spriegums pāri lampai kļūs aptuveni vienāds ar pusi no nominālā tīkla sprieguma. Tā kā starteris ir savienots paralēli lampai, spriegums uz tā būs vienāds ar spriegumu uz lampas, un, tā kā ar to nepietiek, lai aizdedzinātu startera kvēlslāni, tā elektrodi paliks atvērti, kad lampa deg.

5. Konsolidācija.

1. Kāda parādība tika pētīta eksperimentā.
2. Kas ir pašindukcijas fenomens?
3. Vai līdzstrāvas vadītājā var rasties pašindukcijas strāva? Ja nē, lūdzu, paskaidrojiet, kāpēc; ja jā, ar kādiem nosacījumiem.
4. Samazinot kādu enerģiju tika veikts darbs, lai izveidotu induktīvo strāvu, kad ķēde tika atvērta?

5. Kādi fakti pierāda, ka magnētiskajam laukam ir enerģija?

6. Kas ir induktivitāte?

7. Kas ir SI induktivitātes mērvienība un kā to sauc?

8. Kas ir drosele un kāpēc tā nepieciešama, darbinot dienasgaismas spuldzi?

1. uzdevums. Kāda ir spoles induktivitāte, ja, pakāpeniski mainot strāvas stiprumu no 5 līdz 10 A 0,1 s laikā, notiek pašindukcijas EML, kas vienāds ar 20 V?