Praca laboratoryjna z fizyki: „Badanie zjawiska indukcji elektromagnetycznej”. Zjawisko indukcji elektromagnetycznej Badanie zjawiska indukcji elektromagnetycznej

Nauczyciel fizyki Gimnazjum GBOU nr 58 miasta Sewastopola Safronenko N.I.

Temat lekcji: Eksperymenty Faradaya. Indukcja elektromagnetyczna.

Praca laboratoryjna „Badanie zjawiska indukcji elektromagnetycznej”

Cele Lekcji : Znajomość/rozumienie: definicja zjawiska indukcji elektromagnetycznej. Umieć opisać i wyjaśnić indukcję elektromagnetyczną,umieć obserwować zjawiska przyrodnicze, posługiwać się prostymi przyrządami pomiarowymi do badania zjawisk fizycznych.

- opracowanie: rozwijać logiczne myślenie, zainteresowanie poznawcze, obserwację.

- edukacyjny: Buduj zaufanie do możliwości poznania natury,potrzebowaćrozsądne wykorzystanie zdobyczy nauki dla dalszego rozwoju społeczeństwa ludzkiego, szacunek dla twórców nauki i techniki.

Ekwipunek: Indukcja elektromagnetyczna: cewka galwanometru, magnes, cewka rdzenia, źródło prądu, reostat, cewka rdzenia AC, pierścień stały i szczelinowy, cewka żarówki. Film o M. Faraday.

Rodzaj lekcji: lekcja łączona

Metoda lekcji: częściowo wyjaśniające, wyjaśniające i ilustracyjne

Praca domowa:

§21(s.90-93), ustnie odpowiadaj na pytania s.90, test 11 s.108

Praca laboratoryjna

Badanie zjawiska indukcji elektromagnetycznej

Cel: rozwiązać

1) w jakich warunkach w obwodzie zamkniętym (cewce) występuje prąd indukcyjny;

2) co określa kierunek prądu indukcyjnego;

3) co decyduje o sile prądu indukcyjnego.

Ekwipunek : miliamperomierz, cewka, magnes

Podczas zajęć.

Podłącz końce cewki do zacisków miliamperomierza.

1. Dowiedzieć się, co prąd elektryczny (indukcyjny) w cewce występuje, gdy zmienia się pole magnetyczne wewnątrz cewki. Zmiany pola magnetycznego wewnątrz cewki mogą być indukowane przez wpychanie magnesu do lub z cewki.

a) Włóż magnes z biegunem południowym do cewki, a następnie go wyjmij.

b) Włóż magnes z biegunem północnym do cewki, a następnie go wyjmij.

Kiedy magnes się poruszył, czy w cewce pojawił się prąd (indukcyjny)? (Czy podczas zmiany pola magnetycznego wewnątrz cewki pojawił się prąd indukcyjny?)

2. Dowiedzieć się, co kierunek prądu indukcyjnego zależy od kierunku ruchu magnesu względem cewki (magnes jest wkładany lub wyjmowany) oraz na którym biegunie magnes jest wkładany lub wyjmowany.

a) Włóż magnes z biegunem południowym do cewki, a następnie go wyjmij. Obserwuj, co dzieje się z igłą miliamperomierza w obu przypadkach.

b) Włóż magnes z biegunem północnym do cewki, a następnie go wyjmij. Obserwuj, co dzieje się z igłą miliamperomierza w obu przypadkach. Narysuj kierunki ugięcia igły milimetrowej:

bieguny magnetyczne

Do cewki

Z rolki

biegun południowy

biegun północny

3. Dowiedzieć się, co siła prądu indukcyjnego zależy od prędkości magnesu (szybkości zmiany pola magnetycznego w cewce).

Powoli włóż magnes do cewki. Obserwuj odczyty miliamperomierzy.

Szybko włóż magnes do cewki. Obserwuj odczyty miliamperomierzy.

Wniosek.

Podczas zajęć

Droga do wiedzy? Łatwo ją zrozumieć. Odpowiedź jest prosta: „Mylisz się i znowu się mylisz, ale za każdym razem mniej, mniej. Wyrażam nadzieję, że dzisiejsza lekcja będzie o jedną mniej na tej ścieżce poznania. Nasza lekcja poświęcona jest zjawisku indukcji elektromagnetycznej, które odkrył angielski fizyk Michael Faraday 29 sierpnia 1831 roku. Rzadki przypadek, kiedy data nowego niezwykłego odkrycia jest tak dokładnie znana!

Zjawisko indukcji elektromagnetycznej to zjawisko występowania prądu elektrycznego w zamkniętym przewodniku (cewce), gdy wewnątrz cewki zmienia się zewnętrzne pole magnetyczne. Prąd nazywa się indukcyjnym. Indukcja - wskazywanie, odbieranie.

Cel lekcji: zbadać zjawisko indukcji elektromagnetycznej, tj. w jakich warunkach prąd indukcyjny występuje w obwodzie zamkniętym (cewce), dowiedz się, co determinuje kierunek i wielkość prądu indukcyjnego.

Równolegle z badaniem materiału wykonasz pracę laboratoryjną.

Na początku XIX wieku (1820), po eksperymentach duńskiego naukowca Oersteda, stało się jasne, że prąd elektryczny wytwarza wokół siebie pole magnetyczne. Wróćmy do tego doświadczenia. (Student opowiada o doświadczeniach Oersteda ). Następnie pojawiło się pytanie, czy możliwe jest uzyskanie prądu za pomocą pola magnetycznego, tj. wykonaj odwrotną akcję. W pierwszej połowie XIX wieku naukowcy zajęli się właśnie takimi eksperymentami: zaczęli szukać możliwości wytworzenia prądu elektrycznego za pomocą pola magnetycznego. M. Faraday napisał w swoim dzienniku: „Zamień magnetyzm w elektryczność”. I szedł do celu przez prawie dziesięć lat. Znakomicie poradził sobie z tym zadaniem. Jako przypomnienie tego, o czym powinien cały czas myśleć, nosił w kieszeni magnes. Tą lekcją oddamy hołd wielkiemu naukowcowi.

Pomyśl o Michaelu Faradaya. Kim on jest? (Student opowiada o M. Faraday ).

Syn kowala, handlarz gazet, introligator, samouk, który samodzielnie studiował fizykę i chemię z książek, asystent laboratoryjny wybitnego chemika Devi i wreszcie naukowiec, wykonał świetną robotę, wykazał się pomysłowością, wytrwałością, wytrwałość, dopóki nie otrzymał prądu elektrycznego za pomocą pola magnetycznego.

Wybierzmy się w podróż do tych odległych czasów i odtwórzmy eksperymenty Faradaya. Faraday jest uważany za największego eksperymentatora w historii fizyki.

n S

1) 2)

Sn

Magnes został włożony do cewki. Kiedy magnes się poruszał, w cewce rejestrowany był prąd (indukcja). Pierwszy schemat był dość prosty. Po pierwsze, M. Faraday zastosował w swoich eksperymentach cewkę o dużej liczbie zwojów. Cewka była podłączona do przyrządu miliamperowego. Trzeba powiedzieć, że w tamtych odległych czasach brakowało dobrych przyrządów do pomiaru prądu elektrycznego. Dlatego zastosowali nietypowe rozwiązanie techniczne: wzięli igłę magnetyczną, umieścili obok niej przewodnik, przez który płynął prąd, a przepływ prądu oceniano na podstawie odchylenia igły magnetycznej. Ocenimy prąd na podstawie odczytów miliamperomierza.

Uczniowie odtwarzają doświadczenie, wykonują krok 1 w pracy laboratoryjnej. Zauważyliśmy, że igła miliamperomierza odbiega od swojej wartości zerowej, tj. pokazuje, że podczas ruchu magnesu w obwodzie pojawił się prąd. Gdy tylko magnes się zatrzyma, strzałka powraca do pozycji zerowej, tj. w obwodzie nie ma prądu elektrycznego. Prąd pojawia się, gdy zmienia się pole magnetyczne wewnątrz cewki.

Doszliśmy do tego, o czym rozmawialiśmy na początku lekcji: otrzymaliśmy prąd elektryczny za pomocą zmieniającego się pola magnetycznego. To pierwsza zasługa M. Faradaya.

Druga zasługa M. Faradaya - ustalił, od czego zależy kierunek prądu indukcyjnego. To też zainstalujemy.Studenci wypełniają pkt 2 w pracy laboratoryjnej. Przejdźmy do paragrafu 3 pracy laboratoryjnej. Przekonajmy się, że siła prądu indukcyjnego zależy od prędkości magnesu (szybkości zmiany pola magnetycznego w cewce).

Jakie wnioski wyciągnął M. Faraday?

Prąd elektryczny pojawia się w obwodzie zamkniętym, gdy zmienia się pole magnetyczne (jeśli pole magnetyczne istnieje, ale się nie zmienia, to nie ma prądu).

Kierunek prądu indukcyjnego zależy od kierunku ruchu magnesu i jego biegunów.

Siła prądu indukcyjnego jest proporcjonalna do szybkości zmian pola magnetycznego.

Drugi eksperyment M. Faradaya:

Wziąłem dwie cewki na wspólnym rdzeniu. Jeden podłączony do miliamperomierza, a drugi z kluczem do źródła prądu. Gdy tylko obwód został zamknięty, miliamperomierz pokazywał prąd indukcyjny. Otwarte też pokazały prąd. Gdy obwód jest zamknięty, tj. w obwodzie jest prąd, miliamperomierz nie pokazywał prądu. Pole magnetyczne istnieje, ale się nie zmienia.

Rozważ współczesną wersję eksperymentów M. Faradaya. Wprowadzamy i wyjmujemy elektromagnes, rdzeń w cewkę podłączoną do galwanometru, włączamy i wyłączamy prąd, zmieniamy siłę prądu za pomocą reostatu. Na rdzeń cewki nałożona jest cewka z żarówką, przez którą przepływa prąd przemienny.

Dowiedziałem się warunki wystąpienie w obwodzie zamkniętym (cewce) prądu indukcyjnego. I co jestprzyczyna jego występowanie? Przypomnij sobie warunki istnienia prądu elektrycznego. Są to: naładowane cząstki i pole elektryczne. Faktem jest, że zmieniające się pole magnetyczne wytwarza w przestrzeni pole elektryczne (wir), które działa na swobodne elektrony w cewce i wprawia je w ruch ukierunkowany, tworząc w ten sposób prąd indukcyjny.

Zmienia się pole magnetyczne, zmienia się liczba linii pola magnetycznego przez zamkniętą pętlę. Jeśli obrócisz ramkę w polu magnetycznym, pojawi się w niej prąd indukcyjny.Pokaż model generatora.

Odkrycie zjawiska indukcji elektromagnetycznej miało ogromne znaczenie dla rozwoju technologii, tworzenia generatorów, za pomocą których wytwarzana jest energia elektryczna, które są wykorzystywane w energetycznych przedsiębiorstwach przemysłowych (elektrowniach).Film o M. Faraday „Od elektryczności do generatorów elektrycznych” wyświetlany jest od 12.02 minut.

Transformatory pracują nad zjawiskiem indukcji elektromagnetycznej, za pomocą której bez strat przekazują energię elektryczną.Pokazana jest linia energetyczna.

Zjawisko indukcji elektromagnetycznej wykorzystywane jest w działaniu defektoskopu, za pomocą którego badane są stalowe belki i szyny (niejednorodności w wiązce zniekształcają pole magnetyczne i w cewce defektoskopu pojawia się prąd indukcyjny).

Chciałbym przypomnieć słowa Helmholtza: „Dopóki ludzie będą korzystać z dobrodziejstw elektryczności, będą pamiętać imię Faradaya”.

„Niech będą święci ci, którzy z twórczym zapałem, badając cały świat, odkryli w nim prawa”.

Myślę, że na naszej drodze wiedzy jest jeszcze mniej błędów.

Czego się nauczyłeś? (Że prąd można uzyskać za pomocą zmieniającego się pola magnetycznego. Dowiedzieliśmy się, od czego zależy kierunek i wielkość prądu indukcyjnego).

Czego się nauczyłeś? (Uzyskaj prąd indukcyjny za pomocą zmieniającego się pola magnetycznego).

Pytania:

Magnes jest wkładany do metalowego pierścienia przez pierwsze dwie sekundy, przez następne dwie sekundy jest nieruchomy wewnątrz pierścienia, w ciągu następnych dwóch sekund jest usuwany. Jak długo trwa przepływ prądu przez cewkę? (od 1 do 2 lat; od 5 do 6 lat).

Na magnes nakładany jest pierścionek ze szczeliną i bez. Jaki jest prąd indukowany? (W zamkniętym kręgu)

Na rdzeniu cewki, który jest podłączony do źródła prądu przemiennego, znajduje się pierścień. Włącz prąd, a pierścień podskakuje. Czemu?

Układ tablicy:

„Zamień magnetyzm w elektryczność”

M. Faraday

Portret M. Faradaya

Rysunki eksperymentów M. Faradaya.

Indukcja elektromagnetyczna to zjawisko występowania prądu elektrycznego w zamkniętym przewodzie (cewce), gdy wewnątrz cewki zmienia się zewnętrzne pole magnetyczne.

Ten prąd nazywa się indukcyjnym.

Cel pracy: Zbadanie zjawiska indukcji elektromagnetycznej.
Wyposażenie: miliamperomierz, cewka cewki, magnes łukowy, źródło zasilania, cewka z rdzeniem żelaznym od elektromagnesu składanego, reostat, klucz, przewody połączeniowe, model generatora prądu elektrycznego (jeden na klasę).
Instrukcje do pracy:
1. Podłącz cewkę cewki do zacisków miliamperomierza.
2. Obserwując odczyty miliamperomierza, przyłóż jeden z biegunów magnesu do cewki, następnie zatrzymaj magnes na kilka sekund, a następnie ponownie zbliż go do cewki, wsuwając w nią (ryc. 196). Zanotuj, czy podczas ruchu magnesu względem cewki w cewce wystąpił prąd indukcyjny; podczas jego postoju.

Zanotuj, czy strumień magnetyczny Ф przenikający przez cewkę zmienił się podczas ruchu magnesu; podczas jego postoju.
4. Na podstawie swoich odpowiedzi na poprzednie pytanie wyciągnij i zapisz wniosek, w jakim stanie w cewce wystąpił prąd indukcyjny.
5. Dlaczego strumień magnetyczny penetrujący tę cewkę zmienił się, gdy magnes zbliżył się do cewki? (Aby odpowiedzieć na to pytanie, pamiętaj, po pierwsze, od jakich wielkości zależy strumień magnetyczny Ф, a po drugie, jest taki sam
czy moduł wektora indukcji B pola magnetycznego magnesu trwałego w pobliżu tego magnesu i z dala od niego.)
6. Kierunek prądu w cewce można ocenić na podstawie kierunku, w którym wskazówka miliamperomierza odbiega od zera.
Sprawdź, czy kierunek prądu indukcyjnego w cewce będzie taki sam, czy inny, gdy ten sam biegun magnesu zbliży się do niego i oddali się od niego.

4. Zbliż biegun magnesu do cewki z taką prędkością, aby wskazówka miliamperomierza odchyliła się o nie więcej niż połowę wartości granicznej swojej skali.
Powtórz to samo doświadczenie, ale z większą prędkością magnesu niż w pierwszym przypadku.
Czy przy większej lub mniejszej prędkości ruchu magnesu względem cewki strumień magnetyczny Ф penetrujący tę cewkę zmieniał się szybciej?
Czy przy szybkiej lub powolnej zmianie strumienia magnetycznego przez cewkę siła prądu w cewce była większa?
Opierając się na swojej odpowiedzi na ostatnie pytanie, sporządź i zapisz wniosek, w jaki sposób moduł siły prądu indukcyjnego występującego w cewce zależy od szybkości zmiany strumienia magnetycznego Ф penetrującego tę cewkę.
5. Zmontuj zestaw do eksperymentu zgodnie z Rysunkiem 197.
6. Sprawdź, czy w cewce 1 występuje prąd indukcyjny w następujących przypadkach:
a) podczas zamykania i otwierania obwodu, w którym znajduje się cewka 2;
b) przy przepływie przez cewkę 2 prąd stały;
c) ze wzrostem i spadkiem natężenia prądu płynącego przez cewkę 2, przesuwając suwak reostatu w odpowiednią stronę.
10. W którym z przypadków wymienionych w paragrafie 9 zmienia się cewka 1 penetrująca strumień magnetyczny? Dlaczego się zmienia?
11. Zaobserwować występowanie prądu elektrycznego w modelu generatora (rys. 198). Wyjaśnij, dlaczego w ramie obracającej się w polu magnetycznym występuje prąd indukcyjny.
Ryż. 196

PRACA LABORATORYJNA „BADANIE ZJAWISKA INDUKCJI ELEKTROMAGNETYCZNEJ” Celem lekcji 6 jest zbadanie zjawiska indukcji elektromagnetycznej. Wyposażenie: miliamperomierz, cewka, źródło zasilania, cewka z rdzeniem żelaznym od elektromagnesu składanego, reostat, klucz, przewody łączące, magnes. Przebieg pracy 1. Podłącz cewkę cewki do zacisków miliamperomierza. 2. Obserwując odczyty miliamperomierza, przyłóż jeden z biegunów magnesu do cewki, następnie zatrzymaj magnes na kilka sekund, a następnie ponownie zbliż go do cewki, wsuwając się w nią. 3. Zanotuj, czy podczas ruchu magnesu względem cewki w cewce pojawił się prąd indukcyjny? Podczas jego postoju? 4. Zanotuj, czy strumień magnetyczny Ф przenikający przez cewkę zmieniał się podczas ruchu magnesu? Podczas jego postoju? 5. Na podstawie swoich odpowiedzi na poprzednie pytanie narysuj i zapisz stan, w jakim wystąpił prąd indukcyjny w cewce. 6. Dlaczego strumień magnetyczny przenikający przez cewkę zmienił się, gdy magnes zbliżył się do cewki? (aby odpowiedzieć na to pytanie, pamiętaj, po pierwsze, od jakich wielkości zależy strumień magnetyczny Ф, a po drugie, od modułu wektora indukcji magnetycznej B pola magnetycznego magnesu trwałego w pobliżu tego magnesu i z dala od niego.) 7 O kierunku prądu w cewce można ocenić kierunek, w którym wskazówka miliamperomierza odbiega od zera. Sprawdź, czy kierunek prądu indukcyjnego w cewce będzie taki sam, czy inny, gdy ten sam biegun magnesu będzie się zbliżał i oddalał od niego. 8. Zbliż biegun magnesu do cewki z taką prędkością, aby wskazówka miliamperomierza odchyliła się o nie więcej niż połowę wartości granicznej swojej skali. Powtórz to samo doświadczenie, ale z większą prędkością magnesu niż w pierwszym przypadku. Czy przy większej lub mniejszej prędkości ruchu magnesu względem cewki strumień magnetyczny Ф penetrujący tę cewkę zmieniał się szybciej? Czy przy szybkiej lub powolnej zmianie strumienia magnetycznego przez cewkę pojawił się w niej większy prąd? Na podstawie swojej odpowiedzi na ostatnie pytanie sporządź i zapisz wniosek, w jaki sposób moduł natężenia prądu indukcyjnego występującego w cewce zależy od szybkości zmiany strumienia magnetycznego Ф, około

150.000₽ fundusz nagród 11 dokumentów honorowych Dowód publikacji w mediach

Michael Faraday jako pierwszy zbadał zjawisko indukcji elektromagnetycznej. Dokładniej, ustalił i zbadał to zjawisko w poszukiwaniu sposobów na przekształcenie magnetyzmu w elektryczność.

Rozwiązanie takiego problemu zajęło mu dziesięć lat, ale teraz wszędzie używamy owoców jego pracy i nie wyobrażamy sobie współczesnego życia bez użycia indukcji elektromagnetycznej. W 8 klasie rozważaliśmy już ten temat, w 9 klasie zjawisko to jest rozważane bardziej szczegółowo, ale wyprowadzenie formuł odnosi się do kursu klasy 10. Możesz kliknąć ten link, aby zapoznać się ze wszystkimi aspektami tego problemu.

Zjawisko indukcji elektromagnetycznej: rozważ doświadczenie

Zastanowimy się, na czym polega zjawisko indukcji elektromagnetycznej. Możesz przeprowadzić eksperyment, do którego potrzebujesz galwanometru, magnesu stałego i cewki. Podłączając galwanometr do cewki, wpychamy do wnętrza cewki magnes trwały. W takim przypadku galwanometr pokaże zmianę prądu w obwodzie.

Ponieważ w obwodzie nie ma żadnego źródła prądu, logiczne jest założenie, że prąd powstaje w wyniku pojawienia się pola magnetycznego wewnątrz cewki. Gdy wyciągniemy magnes z powrotem z cewki, zobaczymy, że odczyty galwanometru znów się zmienią, ale jego wskazówka będzie odchylać się w przeciwnym kierunku. Znów otrzymamy prąd, ale już skierowany w innym kierunku.

Teraz zrobimy podobny eksperyment z tymi samymi elementami, tylko w tym samym czasie unieruchomimy magnes, a teraz założymy i zdejmiemy cewkę z magnesu, podłączonego do galwanometru. Otrzymamy te same wyniki, wskaźnik galwanometru wskaże nam pojawienie się prądu w obwodzie. W tym przypadku, gdy magnes jest nieruchomy, w obwodzie nie ma prądu, strzałka stoi na zero.

Możliwe jest przeprowadzenie zmodyfikowanej wersji tego samego eksperymentu, tylko w celu wymiany magnesu stałego na elektryczny, który można włączać i wyłączać. Otrzymamy wyniki podobne do pierwszego doświadczenia, gdy magnes porusza się wewnątrz cewki. Ale dodatkowo przy wyłączaniu i wyłączaniu stacjonarnego elektromagnesu spowoduje to krótkotrwałe pojawienie się prądu w obwodzie cewki.

Cewka może być zastąpiona obwodem przewodzącym i można przeprowadzać eksperymenty na poruszaniu i obracaniu samego obwodu w stałym polu magnetycznym lub magnesu wewnątrz stałego obwodu. Wynikiem będzie taki sam wygląd prądu w obwodzie, gdy magnes lub obwód się porusza.

Zmiana pola magnetycznego powoduje pojawienie się prądu

Z tego wszystkiego wynika, że ​​zmiana pola magnetycznego powoduje pojawienie się prądu elektrycznego w przewodniku. Ten prąd nie różni się od prądu, który możemy uzyskać na przykład z baterii. Ale aby wskazać przyczynę jego wystąpienia, taki prąd nazwano indukcją.

We wszystkich przypadkach zmieniliśmy pole magnetyczne, a raczej strumień magnetyczny przez przewodnik, w wyniku czego powstał prąd. W ten sposób można wyprowadzić następującą definicję:

Przy każdej zmianie strumienia magnetycznego przenikającego do obwodu zamkniętego przewodnika, w tym przewodniku powstaje prąd elektryczny, który istnieje podczas całego procesu zmiany strumienia magnetycznego.

Wiesz już, że wokół prądu elektrycznego zawsze istnieje pole magnetyczne. Prąd elektryczny i pole magnetyczne są nierozłączne.

Ale jeśli mówi się, że prąd elektryczny „wytwarza” pole magnetyczne, czy nie jest odwrotnie? Czy za pomocą pola magnetycznego można „wytworzyć” prąd elektryczny?

Takie zadanie na początku XIX wieku. próbował rozwiązać wielu naukowców. Angielski naukowiec Michael Faraday również postawił go przed nim. „Zamień magnetyzm w elektryczność” – tak Faraday napisał ten problem w swoim dzienniku w 1822 r. Naukowiec potrzebował prawie 10 lat ciężkiej pracy, aby go rozwiązać.

Michael Faraday (1791-1867)
Fizyk angielski. Odkrył zjawisko indukcji elektromagnetycznej, dodatkowych prądów podczas zamykania i otwierania

Aby zrozumieć, w jaki sposób Faraday był w stanie „zamienić magnetyzm w elektryczność”, przeprowadźmy niektóre eksperymenty Faradaya przy użyciu nowoczesnych instrumentów.

Rysunek 119, a pokazuje, że jeśli magnes jest włożony do cewki zamkniętej w galwanometrze, wskazówka galwanometru odchyla się, wskazując na pojawienie się prądu indukcyjnego (indukowanego) w obwodzie cewki. Prąd indukcyjny w przewodniku to taki sam uporządkowany ruch elektronów, jak prąd odbierany z ogniwa galwanicznego lub akumulatora. Nazwa „indukcja” wskazuje jedynie na przyczynę jej wystąpienia.

Ryż. 119. Występowanie prądu indukcyjnego, gdy magnes i cewka poruszają się względem siebie

Po wyjęciu magnesu z cewki strzałka galwanometru ponownie odchyla się, ale w przeciwnym kierunku, co wskazuje na występowanie prądu w cewce w przeciwnym kierunku.

Gdy tylko zatrzyma się ruch magnesu względem cewki, prąd ustaje. Dlatego prąd w obwodzie cewki istnieje tylko podczas ruchu magnesu względem cewki.

Doświadczenie można zmienić. Umieścimy cewkę na stałym magnesie i usuniemy ją (ryc. 119, b). I znowu można stwierdzić, że podczas ruchu cewki względem magnesu, w obwodzie ponownie pojawia się prąd.

Rysunek 120 przedstawia cewkę A zawartą w obwodzie źródła prądu. Cewka ta jest włożona do innej cewki C połączonej z galwanometrem. Gdy obwód cewki A jest zamknięty i otwarty, w cewce C występuje prąd indukcyjny.

Ryż. 120. Występowanie prądu indukcyjnego podczas zamykania i otwierania obwodu elektrycznego

Możesz spowodować pojawienie się prądu indukcyjnego w cewce C i zmieniając natężenie prądu w cewce A lub przesuwając te cewki względem siebie.

Zróbmy jeszcze jeden eksperyment. Umieśćmy płaski kontur przewodnika w polu magnetycznym, którego końce połączymy z galwanometrem (ryc. 121, a). Gdy obwód jest obracany, galwanometr odnotowuje pojawienie się w nim prądu indukcyjnego. Prąd pojawi się również, jeśli magnes zostanie obrócony w pobliżu lub wewnątrz obwodu (ryc. 121, b).

Ryż. 121. Gdy obwód obraca się w polu magnetycznym (magnes względem obwodu), zmiana strumienia magnetycznego prowadzi do pojawienia się prądu indukcyjnego

We wszystkich rozważanych eksperymentach prąd indukcyjny powstawał, gdy zmieniał się strumień magnetyczny przenikający przez obszar objęty przewodnikiem.

W przypadkach przedstawionych na rysunkach 119 i 120 strumień magnetyczny zmienił się na skutek zmiany indukcji pola magnetycznego. Rzeczywiście, gdy magnes i cewka poruszały się względem siebie (patrz ryc. 119), cewka wpadała w pole z większą lub mniejszą indukcją magnetyczną (ponieważ pole magnesu jest niejednorodne). Podczas zamykania i otwierania obwodu cewki A (patrz ryc. 120) indukcja pola magnetycznego wytworzonego przez tę cewkę zmieniła się z powodu zmiany natężenia w niej prądu.

Gdy obwód drutu obracał się w polu magnetycznym (patrz ryc. 121, a) lub magnesem względem obwodu (patrz ryc. 121, b "), strumień magnetyczny zmienił się z powodu zmiany orientacji tego obwodu w odniesieniu do do linii indukcji magnetycznej.

W ten sposób,

• przy każdej zmianie strumienia magnetycznego przenikającego obszar ograniczony zamkniętym przewodnikiem, w tym przewodniku powstaje prąd elektryczny, który istnieje podczas całego procesu zmiany strumienia magnetycznego

To jest zjawisko indukcji elektromagnetycznej.

Odkrycie indukcji elektromagnetycznej jest jednym z najwybitniejszych osiągnięć naukowych pierwszej połowy XIX wieku. Spowodowało to powstanie i szybki rozwój elektrotechniki i radiotechniki.

W oparciu o zjawisko indukcji elektromagnetycznej powstały potężne generatory energii elektrycznej, w rozwoju których brali udział naukowcy i technicy z różnych krajów. Wśród nich byli nasi rodacy: Emil Khristianovich Lenz, Boris Semyonovich Jacobi, Michaił Iosifovich Dolivo-Dobrovolsky i inni, którzy wnieśli wielki wkład w rozwój elektrotechniki.

pytania

1. Jaki był cel eksperymentów przedstawionych na rycinach 119-121? Jak zostały przeprowadzone?
2. W jakich warunkach w eksperymentach (patrz ryc. 119, 120) powstał prąd indukcyjny w cewce zamkniętej w galwanometrze?
3. Na czym polega zjawisko indukcji elektromagnetycznej?
4. Jakie znaczenie ma odkrycie zjawiska indukcji elektromagnetycznej?

Ćwiczenie 36

1. Jak wytworzyć krótkotrwały prąd indukcyjny w cewce K 2 pokazanej na rysunku 118?
2. Pierścień druciany jest umieszczony w jednolitym polu magnetycznym (ryc. 122). Strzałki pokazane obok pierścienia pokazują, że w przypadkach a i b pierścień porusza się prostoliniowo wzdłuż linii indukcji pola magnetycznego, a w przypadkach c, d i e obraca się wokół osi OO. „W którym z tych przypadków może występować prąd indukcyjny występują w ringu ?