Магнитное поле катушки с током. Электромагниты
В этой теме учащиеся неявно знакомятся с таким важным свойством магнитного поля, как принцип суперпозиции полей. Как известно, он состоит в том, что при наличии нескольких источников поля (например, нескольких проводников с током) магнитное поле в любой точке пространства определяется сложением (векторным) отдельных полей. Это справедливо и для электрического поля.
Повторяют опыт Эрстеда с линейным проводником и показывают усиление действия магнитного поля на магнитную стрелку при увеличении силы тока. Сообщают учащимся, что на практике удается значительно усилить действие магнитного поля в какой-либо точке пространства, используя не прямые проводники с током, а проволочные катушки.
Сначала рассматривают простейший случай: один виток с током (круговой ток). Демонстрируют действие на магнитную стрелку поля кругового тока (используется виток провода диаметром 15 см, располагая его в плоскости меридиана, а магнитную стрелку — в центре витка). Свернув несколько витков провода в катушку и скрепив ее изолентой, демонстрируют усиление магнитного действия. Предлагают учащимся объяснить результат опыта. Ответ: при одной и той же силе тока магнитное поле катушки с током из нескольких витков оказывается значительно сильнее магнитного поля одного витка катушки, благодаря тому, что магнитные поля отдельных витков суммируются.
Магнитное действие катушки с током можно еще более усилить, используя железный сердечник, что подтверждают опытом по сравнению действий на магнитную стрелку магнитного поля катушки с током без железного сердечника и с железным сердечником внутри.
Сообщают, что такая катушка с железным сердечником представляет собой простейший электромагнит.
Приводят примеры применения электромагнитов: в подъемных кранах (желательно показать модель крана, собранного из деталей детского «Конструктора» для сборки механических моделей); в двигателях; в генераторах тока; в ускорителях заряженных частиц и др. Наибольшие по размерам магниты применяются в ускорителях заряженных частиц (кольцевые электромагниты диаметром в несколько сот метров; например, ускоритель в Серпухове имеет электромагнит диаметром 472 м).
Устройство и принцип действия электромагнитного реле можно изучить на простейшей установке, основную часть которой составляет школьный электромагнит 1 (рис. 4). Якорь 2 электромагнита привязывают к стальной линейке или ножовочному полотну 3. При включении обмотки электромагнита в цепь последний притягивает якорь и замыкает контакты 4, включая тем самым электродвигатель или другую нагрузку.
Программой предусмотрено выполнение лабораторной работы по сборке и испытанию электромагнита. В порядке индивидуальных заданий желающим учащимся можно предложить работы по сборке электромагнитного реле.
Рисунок 4
Материалы по педагогике:
История изучения проблемы заикания и причин его возникновения
История изучения заикания насчитывает более двух тысяч лет, поэтому эту проблему можно считать одной из самых древних в истории развития учения о расстройствах речи. Заикание известно человечеству столько, сколько существует человеческая речь. Разное понимание его сущности обусловлено уровнем разви ...
О выразительности образов и их влиянии на сознание
Каждый носит в глубинах своей Личности, в своей душе и сердце, мир «несказанного», невыразимого словом и образом. И эту невыразимость, неспособность до конца высказать мысль и чувство словом гениально выразил Ф.И. Тютчев в стихотворении «Silentium!» («Молчание!») Другому как понять тебя? Поймёт ли ...
Поведение как психологическая категория
Основной задачей данного раздела является определение понятия «отклоняющееся поведение личности». Определить понятие - значит раскрыть его содержание через род - подведение определяемого понятия под более широкое по объёму родовое понятие. Отклоняющееся поведение - это прежде всего некая форма пове ...