Das Phänomen der Selbstinduktion.
E.m.f. Selbstinduktion.
Energie Magnetfeld.

Ziel:
Lehrreich:
1. Sorgen Sie für Assimilation (Wiederholung, Festigung) und Lernen während des Unterrichts
die folgenden Grundkonzepte, Gesetze, Theorien, wissenschaftliche Fakten: was
Selbstinduktion, e.m.f. Selbstinduktion, Magnetfeldenergie ermitteln, Diagramm
Abhängigkeit des magnetischen Flusses von der Stromstärke.
2. Überprüfen Sie den Grad des Wissenserwerbs.
Lehrreich:
1.
2. Studieren Sie die Position und Prinzipien.
Entwicklungsziele:
1.
Kognition der Welt und ihrer Muster
Bei den Schülern die Fähigkeit zu entwickeln, die wichtigsten und wesentlichen Dinge des Gelernten hervorzuheben
Material, vergleichen, verallgemeinern, Ihre Gedanken logisch ausdrücken.
2. Entwickeln Sie die Fähigkeit, erworbenes Wissen und berufliche Fähigkeiten zu analysieren.

Unterrichtsplan.
1. Das Phänomen der Selbstinduktion. Definition von Selbstinduktion. E.m.f. Selbstinduktion.
2. Magnetfeldenergie. Diagramm des magnetischen Flusses im Verhältnis zum Strom.
Selbstinduktion
1. Selbstinduktion
R
Betrachten Sie einen Stromkreis bestehend aus einer Batterie, einem Rheostat R, einer Induktivität L,
Galvanometer G und Schlüssel K.
Ist der Stromkreis geschlossen, fließt Strom durch das Galvanometer G und die Induktivität L
elektrischer Strom. In dem Moment, in dem sich der Stromkreis öffnet, schlägt die Galvanometernadel scharf
weicht in die entgegengesetzte Richtung ab. Dies geschieht, weil sich der Stromkreis öffnet
magnetischer Fluss in der Spule abnimmt, was z. d.s. Selbstinduktion. Aktuell
Selbstinduktion
, gemäß dem Lenzschen Gesetz, verhindert die Abnahme
cI
magnetischer Fluss, d. h. er ist in der Spule auf die gleiche Weise gerichtet wie der abnehmende Strom
2I
der Strom fließt vollständig durch das Galvanometer; aber seine Richtung ist entgegengesetzt
Richtung
. Das Phänomen des Auftretens von induziertem Strom in einem Stromkreis als Folge davon
. Das
1I
Stromänderungen in diesem Stromkreis werden als Selbst bezeichnet
durch Induktion.

Selbstinduktion ist besonderer Fall Phänomene Elektromagnetische Induktion.

Lassen Sie uns herausfinden, wovon e abhängt. d.s. Selbstinduktion. Induktion B ist proportional
Strom in der Spule, daher auch der magnetische Fluss, der in der Spule entsteht
proportional zum Strom:
Ф=LI.
Der Proportionalitätskoeffizient L wird als Kreisinduktivität bezeichnet.
Wenn Sie Ihre eigenen ändern; magnetischer Fluss im Stromkreis, gemäß dem Gesetz
elektromagnetische Induktion, z.B. d.s. Selbstinduktion

si

F

T
Ersetzen in Ausdruck
Formel Ф=LI, finden wir; dass e. d.s.

si

F

T
Die Selbstinduktion ist proportional zur Stromänderungsrate:

si
L

ICH

T
2. Magnetfeldenergie
Aktuelle Magnetfeldenergie
Betrachten Sie die Schaltung
, bestehend aus Batterie B, Widerstand
R, Magnet L, Schlüssel K. Wenn sich der Schlüssel in Position 1 befindet, dann durch den Magneten
Es fließt ein in Wert und Richtung konstanter Strom I0. Irgendein elektrischer Strom
immer von einem Magnetfeld umgeben. Es stellt sich die Frage: Wo ist unser eigenes?
aktuelle Energie - in den Drähten, entlang derer sie driften, oder in einem Magnetfeld, d.h. V
Umgebung umströmende Strömungen? Um diese Frage zu beantworten, überlegen Sie, was passieren wird
treten auf, wenn der Schlüssel geöffnet und in Position 2 bewegt wird. In diesem Fall nach
Der Widerstand R wird für einige Zeit fließen, bis der Strom auf Null sinkt und aufrechterhalten wird
Es entsteht ein Selbstinduktionsstrom und die Umwandlung magnetischer Energie erfolgt
Stromfelder hauptsächlich in die Energie der molekularen thermischen Bewegung - Erwärmung
Widerstand. Dies bedeutet, dass die Abnahme der Magnetfeldenergie wie folgt berechnet werden kann:
Arbeit dieser Strömung:
W = A. Da der eigene magnetische Fluss Ф = LI ist,

Durchdringender Magnet ist proportional zur Stromstärke, dann kann die Abhängigkeit von Ф von I sein
in der in Abb. gezeigten Form dargestellt.

Bereich eines schattierten schmalen Streifens mit einer Basis
Ich passt

Grundarbeit
A, durchgeführt vom Strom, wenn sich sein Wert ändert

Die vom Strom geleistete Gesamtarbeit A ist gleich der Summe der Elementararbeiten
A und numerisch
ICH.


gleich der Fläche des Dreiecks OAB:
Ein 
00WENN
2
Bedenkt, dass
, Formel
F
0
LI
0
Ein 
kann im Formular umgeschrieben werden
Ein 
.
2
0LI
2
00WENN
2
Bei der Ausführung dieser Arbeit nimmt die Energie des Magnetfeldes auf ab
Null (da der Strom vom Wert auf Null abnimmt). Da es keine gibt
Da in den Körpern rund um den Stromkreis keine Veränderungen auftreten, ergibt sich folgende Schlussfolgerung:
Das Magnetfeld ist ein Energieträger.
Die Eigenenergie des Stroms ist also gleich der Energie des Magnetfelds:

2LI
2
gilt für jede Kontur, die es charakterisiert
Wm 
Formel
Wm 
2LI
2
Abhängigkeit der Energie des Magnetfelds des Stroms von der Stromstärke im Stromkreis und seiner Induktivität.

Fragen zum Selbsttest.
1. Beschreiben Sie den Stromkreis, in dem die EMK auftritt. Selbstinduktion.
2. Was nennt man Selbstinduktion?
3. Charakterisieren Sie das Verhältnis der Abnahme der Magnetfeldenergie zu
derzeitige Arbeit.
4. Erstellen Sie einen Arbeitsplan und beschreiben Sie ihn.
5. Reproduzieren Sie die Formel zum Ermitteln der Magnetfeldenergie und geben Sie sie an
Eigenschaften.
Selbsttestaufgaben.
1) Bestimmen Sie die EMK. Selbstinduktion, wenn die Stromänderung 4,2 A beträgt,
Die Zeitänderung beträgt 40 ms und die Schleifeninduktivität beträgt 0,37 H.
(Antwort: EMK=38,85 V)
2) Bestimmen Sie die Induktivität des Stromkreises, wenn bekannt ist, dass sich der Strom ändert
beträgt 5,4 A, die Zeitänderung beträgt 57 ms und die E.M.K. Die Selbstinduktion beträgt 27 V.
(Antwort: L=0,285 Hn)
3) Bestimmen Sie, wie groß die magnetische Feldenergie ist, wenn die Induktivität des Stromkreises gleich ist
beträgt 0,74 H und der Strom beträgt 25 A.
(Antwort:
J)
25,231mW

Literatur
Dmitrieva V.F. Physik: Lehrbuch. Handbuch für technische Schulen./ Ed. V.L. Prokofjew,
– 4. Aufl., gelöscht. – M.: Höher. Schule, 2001. – 415 S.: Abb. ISBN 5060036685

In dieser Lektion erfahren wir, wie und von wem das Phänomen der Selbstinduktion entdeckt wurde, betrachten die Erfahrung, mit der wir dieses Phänomen demonstrieren, und stellen fest, dass die Selbstinduktion ein Sonderfall der elektromagnetischen Induktion ist. Am Ende der Lektion stellen wir eine physikalische Größe vor, die die Abhängigkeit der selbstinduktiven EMK von der Größe und Form des Leiters und von der Umgebung, in der sich der Leiter befindet, d. h. der Induktivität, zeigt.

Henry erfand Flachspulen aus Bandkupfer, mit deren Hilfe er stärkere Krafteffekte erzielte als mit Drahtmagneten. Der Wissenschaftler stellte fest, dass bei einer starken Spule im Stromkreis der Strom in diesem Stromkreis seinen Maximalwert viel langsamer erreicht als ohne Spule.

Reis. 2. Diagramm des Versuchsaufbaus von D. Henry

In Abb. Abbildung 2 zeigt ein elektrisches Diagramm des Versuchsaufbaus, anhand dessen das Phänomen der Selbstinduktion demonstriert werden kann. Ein Stromkreis besteht aus zwei parallel geschalteten Glühbirnen, die über einen Schalter an eine Gleichstromquelle angeschlossen sind. Eine Spule ist in Reihe mit einer der Glühbirnen geschaltet. Nach dem Schließen des Stromkreises ist zu erkennen, dass die Glühbirne, die in Reihe mit der Spule geschaltet ist, langsamer leuchtet als die zweite Glühbirne (Abb. 3).

Reis. 3. Unterschiedliches Glühen der Glühbirnen beim Einschalten des Stromkreises

Wenn die Quelle ausgeschaltet ist, erlischt die mit der Spule in Reihe geschaltete Glühbirne langsamer als die zweite Glühbirne.

Warum gehen die Lichter nicht gleichzeitig aus?

Bei geschlossenem Schalter (Abb. 4) steigt der Strom in der Glühbirne mit der Spule aufgrund des Auftretens der Selbstinduktions-EMK langsamer an, sodass diese Glühbirne langsamer leuchtet.

Reis. 4. Schlüsselverschluss

Beim Öffnen des Schalters (Abb. 5) verhindert die entstehende Selbstinduktions-EMK, dass der Strom abnimmt. Daher fließt der Strom noch einige Zeit weiter. Damit Strom vorhanden ist, ist ein geschlossener Stromkreis erforderlich. Es gibt einen solchen Stromkreis im Stromkreis; er enthält beide Glühbirnen. Wenn der Stromkreis geöffnet wird, sollten die Glühbirnen daher einige Zeit lang gleich leuchten, und die beobachtete Verzögerung kann andere Ursachen haben.

Reis. 5. Schlüsselöffnung

Betrachten wir die Vorgänge, die in diesem Stromkreis beim Schließen und Öffnen des Schlüssels ablaufen.

1. Schlüsselverschluss.

Im Stromkreis befindet sich eine stromdurchflossene Spule. Lassen Sie den Strom in dieser Windung gegen den Uhrzeigersinn fließen. Dann wird das Magnetfeld nach oben gerichtet (Abb. 6).

Dadurch landet die Spule im Raum ihres eigenen Magnetfeldes. Wenn der Strom zunimmt, befindet sich die Spule im Raum eines sich ändernden Magnetfelds ihres eigenen Stroms. Wenn der Strom zunimmt, nimmt auch der durch diesen Strom erzeugte magnetische Fluss zu. Wie bekannt ist, entsteht mit einer Zunahme des magnetischen Flusses, der die Ebene des Stromkreises durchdringt, in diesem Stromkreis eine elektromotorische Induktionskraft und infolgedessen ein Induktionsstrom. Nach der Lenzschen Regel wird dieser Strom so gelenkt, dass sein Magnetfeld eine Änderung des magnetischen Flusses verhindert, der die Ebene des Stromkreises durchdringt.

Das heißt, für die in Abb. Bei ca. 6 Windungen sollte der Induktionsstrom im Uhrzeigersinn gerichtet sein (Abb. 7), um so den Anstieg des Eigenstroms der Windung zu verhindern. Wenn der Schlüssel geschlossen ist, steigt der Strom im Stromkreis daher nicht sofort an, da in diesem Stromkreis ein Bremsinduktionsstrom auftritt, der in die entgegengesetzte Richtung gerichtet ist.

2. Öffnen des Schlüssels

Wenn der Schalter geöffnet wird, nimmt der Strom im Stromkreis ab, was zu einer Verringerung des magnetischen Flusses durch die Spulenebene führt. Eine Abnahme des magnetischen Flusses führt zum Auftreten einer induzierten EMK und eines induzierten Stroms. In diesem Fall ist der induzierte Strom in die gleiche Richtung gerichtet wie der Eigenstrom der Spule. Dies führt zu einem langsameren Abfall des Eigenstroms.

Abschluss:Ändert sich der Strom in einem Leiter, kommt es im selben Leiter zu einer elektromagnetischen Induktion, die einen induzierten Strom erzeugt, der so gerichtet ist, dass sich der eigene Strom im Leiter nicht ändert (Abb. 8). Dies ist die Essenz des Phänomens der Selbstinduktion. Die Selbstinduktion ist ein Sonderfall der elektromagnetischen Induktion.

Reis. 8. Der Moment des Ein- und Ausschaltens des Stromkreises

Formel zum Ermitteln der magnetischen Induktion eines geraden Leiters mit Strom:

wo ist magnetische Induktion; - magnetische Konstante; - aktuelle Stärke; - Abstand vom Leiter zum Punkt.

Der magnetische Induktionsfluss durch die Fläche ist gleich:

Wo ist die Oberfläche, die vom magnetischen Fluss durchdrungen wird?

Somit ist der magnetische Induktionsfluss proportional zur Stärke des Stroms im Leiter.

Für eine Spule, bei der die Anzahl der Windungen und die Länge gleich ist, wird die Magnetfeldinduktion durch die folgende Beziehung bestimmt:

Magnetischer Fluss, der von einer Spule mit der Anzahl der Windungen erzeugt wird N, ist gleich:

Einwechseln dieser Ausdruck Formel für die Magnetfeldinduktion erhalten wir:

Das Verhältnis der Windungszahl zur Spulenlänge wird mit der Zahl angegeben:

Wir erhalten den endgültigen Ausdruck für den magnetischen Fluss:

Aus der resultierenden Beziehung wird deutlich, dass der Flusswert vom Stromwert und von der Geometrie der Spule (Radius, Länge, Windungszahl) abhängt. Ein Wert gleich heißt Induktivität:

Die Einheit der Induktivität ist Henry:

Daher ist der magnetische Induktionsfluss, der durch den Strom in der Spule verursacht wird, gleich:

Unter Berücksichtigung der Formel für die induzierte EMK stellen wir fest, dass die Selbstinduktions-EMK gleich dem Produkt aus der Änderungsrate von Strom und Induktivität ist, genommen mit dem „-“-Zeichen:

Selbstinduktion- Dies ist das Phänomen des Auftretens elektromagnetischer Induktion in einem Leiter, wenn sich die Stärke des durch diesen Leiter fließenden Stroms ändert.

Elektromotorische Kraft der Selbstinduktion ist direkt proportional zur Änderungsrate des durch den Leiter fließenden Stroms, angegeben mit einem Minuszeichen. Der Proportionalitätsfaktor heißt Induktivität, was von den geometrischen Parametern des Leiters abhängt.

Ein Leiter hat eine Induktivität von 1 H, wenn bei einer Stromänderungsrate im Leiter von 1 A pro Sekunde in diesem Leiter eine selbstinduktive elektromotorische Kraft von 1 V entsteht.

Menschen begegnen dem Phänomen der Selbstinduktion täglich. Jedes Mal, wenn wir das Licht ein- oder ausschalten, schließen oder öffnen wir dadurch den Stromkreis und regen dadurch Induktionsströme an. Manchmal können diese Ströme so hohe Werte erreichen, dass im Inneren des Schalters ein Funke überspringt, was wir sehen können.

Referenzliste

1. Myakishev G.Ya. Physik: Lehrbuch. für die 11. Klasse Allgemeinbildung Institutionen. - M.: Bildung, 2010.
2. Kasyanov V.A. Physik. 11. Klasse: Pädagogisch. für die Allgemeinbildung Institutionen. - M.: Bustard, 2005.
3. Gendenstein L.E., Dick Yu.I., Physik 11. - M.: Mnemosyne.

1. Internetportal Myshared.ru ().
2. Internetportal Physics.ru ().
3. Internetportal Festival.1september.ru ().

Hausaufgaben

1. Fragen am Ende von Absatz 15 (S. 45) - Myakishev G.Ya. Physik 11 (siehe Liste empfohlener Lektüre)
2. Die Induktivität welches Leiters beträgt 1 Henry?

Physikunterricht Nr. 47 in der 9. Klasse.

Datum von:

Thema: „Selbstinduktion“

Der Zweck der Lektion:

• Untersuchung des Wesens des Phänomens der Selbstinduktion; Kennenlernen des Wertes der Induktivität, der Formel zur Berechnung der Energie des Magnetfeldes, Klärung der physikalischen Bedeutung dieser Formel.
• Entwicklung des logischen Denkens, der Aufmerksamkeit und der Fähigkeit, die Ergebnisse eines Experiments zu analysieren und Schlussfolgerungen zu ziehen.
• Förderung einer Kultur der geistigen Arbeit; Interesse an Physik; Bildung persönlicher kommunikativer Qualitäten.

Unterrichtsart: kombiniert.

Unterrichtsformat: gemischt.

D/Z:§ 49, 50.

Während des Unterrichts

1. Org. Moment.
2. Überprüfung von d/z.

1. Mündliche Befragung.

• Das Phänomen der elektromagnetischen Induktion.
• Methoden zur Strominduktion.

1. Individuelle Arbeit mit Karten.

1. Erläuterung des neuen Materials.

1. Zusätzliches Material.

Richtung des Induktionsstroms.

Fragen an Studierende zur Aktualisierung der Vorkenntnisse:

• Nennen Sie zwei Versuchsreihen von Faraday zur Untersuchung des Phänomens der elektromagnetischen Induktion (das Auftreten eines Induktionsstroms in einer Spule, wenn ein Magnet oder eine Spule mit Strom hinein- und herausbewegt wird; das Auftreten eines Induktionsstroms in einer Spule, wenn sich der Strom ändert). in einem anderen Fall durch Schließen oder Öffnen eines Stromkreises oder durch Verwendung eines Rheostaten).
• Hängt die Auslenkungsrichtung der Galvanometernadel von der Bewegungsrichtung des Magneten relativ zur Spule ab? (Hängt davon ab: Wenn sich der Magnet der Spule nähert, weicht der Pfeil in die eine Richtung aus, wenn der Magnet entfernt wird, in die andere).
• Wie unterscheidet sich (gemessen an den Messwerten des Galvanometers) der induzierte Strom, der in der Spule entsteht, wenn sich der Magnet nähert, von dem Strom, der entsteht, wenn sich der Magnet wegbewegt (bei gleicher Geschwindigkeit des Magneten)? (Stromrichtung unterschiedlich).

Wenn sich der Magnet also relativ zur Spule bewegt, kann die Auslenkungsrichtung der Galvanometernadel (und damit die Richtung des Stroms) unterschiedlich sein. Lassen Sie uns anhand des Experiments von Lenz die Regel zur Bestimmung der Richtung des Induktionsstroms formulieren (Video „Demonstration des Phänomens der elektromagnetischen Induktion“).

Erklärung des Experiments von Lenz: Wenn man einen Magneten näher an einen leitenden Ring bringt, beginnt er, sich vom Magneten abzustoßen. Diese Abstoßung kann nur dadurch erklärt werden, dass im Ring ein induzierter Strom entsteht, der durch eine Erhöhung des magnetischen Flusses durch den Ring verursacht wird und der Ring mit dem Strom mit dem Magneten wechselwirkt.

Lenzsche Regel und Energieerhaltungssatz.

erhöht sich, dann ist die Richtung des induzierten Stroms im Stromkreis so, dass der Vektor der magnetischen Induktion des durch diesen Strom erzeugten Feldes gerichtet ist Gegenteil Vektor der magnetischen Induktion des äußeren Magnetfeldes.

Wenn der magnetische Fluss durch den Stromkreis fließt nimmt ab, dann ist die Richtung des Induktionsstroms so, dass der Vektor der magnetischen Induktion des durch diesen Strom erzeugten Feldes ist Co-Regie Vektor der magnetischen Induktion des äußeren Feldes.

Die Formulierung der Lenzschen Regel: Der induzierte Strom hat eine solche Richtung, dass der von ihm erzeugte magnetische Fluss immer dazu neigt, die Änderung des magnetischen Flusses, die diesen Strom verursacht hat, zu kompensieren.

Die Lenzsche Regel ist eine Folge des Energieerhaltungssatzes.

1. Das Phänomen der Selbstinduktion.

• Bevor wir uns mit dem Phänomen der Selbstinduktion befassen, erinnern wir uns daran, was das Wesen des Phänomens der elektromagnetischen Induktion ist – das Auftreten eines induzierten Stroms in einem geschlossenen Stromkreis, wenn sich der durch diesen Stromkreis fließende magnetische Fluss ändert. Betrachten wir eine der Varianten von Faradays Experimenten: Ändert sich die Stromstärke in einem Stromkreis, der einen geschlossenen Stromkreis (Spule) enthält, dann entsteht auch im Stromkreis selbst ein induzierter Strom. Dieser Strom wird auch der Lenzschen Regel gehorchen.

Betrachten wir ein Experiment zum Schließen eines Stromkreises, der eine Spule enthält. Wenn der Stromkreis mit der Spule geschlossen ist, stellt sich erst nach einiger Zeit ein bestimmter Stromwert ein.

• Videoclip „Selbstinduktion“
• Definition der Selbstinduktion: SELBSTINDUKTION - das Auftreten eines elektrischen Wirbelfeldes in einem leitenden Stromkreis, wenn sich die Stromstärke darin ändert; ein Sonderfall der elektromagnetischen Induktion.
  Aufgrund der Selbstinduktion besitzt ein geschlossener Stromkreis „Trägheit“: Die Stromstärke im Stromkreis, der die Spule enthält, kann nicht sofort geändert werden.

3. Induktivität.

Ф=LI

SI-Einheiten der Induktivität: [L] = 1 = 1 H (Henry).

1. Anwendung und Berücksichtigung der Selbstinduktion in der Technik.

Aufgrund des Phänomens der Selbstinduktion entsteht beim Öffnen von Stromkreisen, die Spulen mit Stahlkernen enthalten (Elektromagnete, Motoren, Transformatoren), eine erhebliche Selbstinduktions-EMK, und es kann zu Funkenbildung oder sogar zu einer Bogenentladung kommen. Als Hausaufgaben Ich schlage vor (falls gewünscht), eine Präsentation zum Thema „Wie kann man unerwünschte Selbstinduktion beim Öffnen eines Stromkreises beseitigen?“ vorzubereiten.

1. Magnetfeldenergie

1. Konsolidierung.

1. Ex. 41 - mündlich.
2. Nr. 830, 837 - an der Tafel.
3. Nr. 834 - an Arbeitsplätzen.

1. Betrachtung.
2. Zusammenfassung der Lektion.
3. D/z.

style="&6�#:.��I �E s New Roman""> Faradays Experiment.

Magnetische und elektrische Felder miteinander verbunden. Email Strom kann zur Entstehung eines Magnetfeldes führen. Könnte ein Magnetfeld nicht einen elektrischen Strom erzeugen? Viele Wissenschaftler versuchten zu Beginn des 19. Jahrhunderts, dieses Problem zu lösen. Den ersten entscheidenden Beitrag zur Entdeckung der EM-Wechselwirkungen leistete jedoch Michael Faraday.

„Wandle Magnetismus in Elektrizität um“, schrieb Faraday in sein Tagebuch. 1821 Und nur 10 Jahre später konnte er dieses Problem lösen. Wir werden in wenigen Minuten entdecken, was Faraday zehn Jahre lang nicht entdecken konnte. Faraday konnte eines nicht verstehen: dass nur ein bewegter Magnet einen Strom verursacht. Ein ruhender Magnet erzeugt in ihm keinen Strom. Welche Experimente führte Faraday durch? Wiederholen wir Faradays Experimente, mit deren Hilfe er das Phänomen EMP entdeckte.

Demonstration: Auftreten von Induktionsstrom (Spule, Milliamperemeter, Permanentmagnet)

Definition: Vorkommen in einem geschlossenen Leiter elektrischer Strom Die resultierende Änderung des Magnetfelds wird als Phänomen der ELEKTROMAGNETISCHEN INDUKTION bezeichnet.

Der resultierende Strom wird Induktion genannt.

FAZIT: Induktionsstrom entsteht nur, wenn sich Spule und Magnet relativ zueinander bewegen. Die Richtung des Induktionsstroms hängt von der Richtung des Vektors B des äußeren Magnetfelds ab.

1. Methoden zur Erzeugung von Induktionsstrom.

Induktionsstrom in einem geschlossenen Stromkreis tritt nur dann auf, wenn sich der magnetische Fluss, der durch den vom Stromkreis abgedeckten Bereich fließt, ändert.

Arbeit in Gruppen (Nutzung von Lehrbüchern, Internet)

Gruppe 1: Methode 1 (Abb. 127)

1. Konsolidierung von neuem Material.

1. Ex. 39 (1.2) - mündlich;
2. Ex. 40 (2) – mündlich.

1. Betrachtung.
2. Zusammenfassung der Lektion.
3. D/z.

Wenn sich der Strom im Stromkreis ändert, ändert sich das Magnetfeld dieses Stroms und der eigene magnetische Fluss, der den Stromkreis durchdringt. Wenn sich der Strom im Stromkreis ändert, ändert sich das Magnetfeld dieses Stroms und der eigene magnetische Fluss, der den Stromkreis durchdringt. Im Stromkreis entsteht eine induzierte EMK, die gemäß der Lenzschen Regel eine Änderung des Stroms im Stromkreis verhindert. Im Stromkreis entsteht eine induzierte EMK, die gemäß der Lenzschen Regel eine Änderung des Stroms im Stromkreis verhindert.

SELBSTINDUKTION Selbstinduktion ist das Phänomen des Auftretens einer induzierten EMK in einem Stromkreis, wenn sich der elektrische Strom im selben Stromkreis ändert. Selbstinduktion ist das Phänomen des Auftretens einer induzierten EMK in einem Stromkreis, wenn sich der elektrische Strom im selben Stromkreis ändert. Die Selbstinduktion ist ein wichtiger Sonderfall der elektromagnetischen Induktion. Die Selbstinduktion ist ein wichtiger Sonderfall der elektromagnetischen Induktion.

INDUKTANZ Der selbstmagnetische Fluss Φ, der den Stromkreis oder die Spule mit Strom durchdringt, ist proportional zur Stromstärke I. Der selbstmagnetische Fluss Φ, der mit Strom den Stromkreis oder die Spule durchdringt, ist proportional zur Stromstärke I. Der Proportionalitätskoeffizient L wird in dieser Formel Selbstinduktionskoeffizient oder Induktivität der Spule genannt.

INDUKTANZ Die SI-Einheit der Induktivität wird Henry (H) genannt. Die SI-Einheit der Induktivität wird Henry (H) genannt. Die Induktivität eines Stromkreises oder einer Spule beträgt 1 H, wenn bei einem Gleichstrom von 1 A der Eigenfluss 1 Wb beträgt. Die Induktivität eines Stromkreises oder einer Spule beträgt 1 H, wenn bei einem Gleichstrom von 1 A der Eigenfluss 1 Wb beträgt. 1 H = 1 Wb / 1 A

SELBSTINDUKTION EMF der Selbstinduktion, die in einer Spule mit entsteht konstanter Wert Induktivität, gleich der selbstinduktiven EMK, die in einer Spule mit konstantem Induktivitätswert auftritt, gleich der selbstinduktiven EMK, direkt proportional zur Induktivität der Spule und der Änderungsrate des Stroms in ihr. Die Selbstinduktions-EMK ist direkt proportional zur Induktivität der Spule und der Änderungsrate des Stroms darin.

Magnetische Energie. Beim Öffnen des Schlüssels blinkt die Lampe hell. Beim Öffnen des Schlüssels blinkt die Lampe hell. Der Strom im Stromkreis entsteht unter dem Einfluss der Selbstinduktions-EMK. Die im Stromkreis freigesetzte Energiequelle ist das Magnetfeld der Spule.

Magnetische Energie. Aus dem Energieerhaltungssatz folgt, dass die gesamte in der Spule gespeicherte Energie in Form von Joule-Wärme abgegeben wird. Wenn wir den Gesamtwiderstand des Stromkreises mit R bezeichnen, dann wird während der Zeit Δt eine Wärmemenge freigesetzt. Aus dem Energieerhaltungssatz folgt, dass die gesamte in der Spule gespeicherte Energie in Form von Joule abgegeben wird Hitze. Wenn wir den Gesamtwiderstand des Stromkreises mit R bezeichnen, dann wird während der Zeit Δt die Wärmemenge ΔQ = I 2 RΔt freigesetzt
Magnetische Energie. Zeichnen wir die Abhängigkeit des magnetischen Flusses Φ(I) vom Strom I auf. Zeichnen wir die Abhängigkeit des magnetischen Flusses Φ(I) vom Strom I auf. Die Gesamtmenge der freigesetzten Wärme, gleich der anfänglichen Reserve an Magnetfeldenergie , wird durch die Fläche des Dreiecks bestimmt. ФI/2

Lektion 87.11 Lisitsky P.A.

Programmteil: „Magnetfeld“

Unterrichtsthema: „Das Phänomen der Selbstinduktion. Induktivität. Magnetfeldenergie. Probleme lösen"

Ziel: Der Student muss das Wesen des Phänomens der Selbstinduktion und des Gesetzes der Selbstinduktion sowie das Konzept der Induktivität und der Magnetfeldenergie verstehen.

Lernziele.

Lehrreich:

Enthüllen Sie die Essenz des Phänomens der Selbstinduktion;

Leiten Sie das Gesetz der Selbstinduktion her, geben Sie den Begriff der Induktivität an und leiten Sie die Formel für die Magnetfeldenergie ab grafisch.

Lehrreich:

Zeigen Sie die Bedeutung von Ursache-Wirkungs-Beziehungen für die Wahrnehmung von Phänomenen auf.

Entwicklung des Denkens:

Arbeiten Sie an der Entwicklung der Fähigkeit zum Hervorheben Hauptgrund, Beeinflussung des Ergebnisses (um „Wachsamkeit“ bei Suchanfragen zu bilden);

Arbeiten Sie weiter an der Entwicklung der Fähigkeiten, Schlussfolgerungen zu ziehen.

Unterrichtsart: Lektion zum Erlernen neuer Materialien.

Bildungstechnologien: Technologieelemente zur Erweiterung didaktischer Einheiten (UDE).

Während des Unterrichts.

1.Initialisierung des Unterrichts (gegenseitige Begrüßung zwischen Lehrer und Schülern, Unterrichtsbereitschaft usw.)

2. Einführung in den Unterrichtsplan.

Zunächst werden wir gemeinsam das tiefe Wissen bewundern – und dazu eine kleine mündliche Befragung durchführen. Dann werden wir versuchen, die Frage zu beantworten: Was ist das Wesen des Phänomens der Selbstinduktion? Was ist Induktivität? Wie berechnet man die Magnetfeldenergie? Dann trainieren wir unser Gehirn und lösen Probleme. Und schließlich wollen wir etwas Wertvolles aus den Tiefen unserer Erinnerung hervorholen – das Phänomen der elektromagnetischen Induktion (ein Thema zur Wiederholung).

2. Kontrollgespräch zum Thema „Phänomene der elektromagnetischen Induktion“.

Wie nennt man das Phänomen der elektromagnetischen Induktion?

Formel für das Gesetz der elektromagnetischen Induktion.

Wie lautet das Gesetz der elektromagnetischen Induktion?

Formel für induzierten Strom bei geschlossenem Stromkreis?

Magnetische Flussformel.

Formel für den Modul des magnetischen Induktionsvektors in einer Spule.

3. Arbeiten Sie an dem zu untersuchenden Material.

Problematische Erfahrung.

Gesammelt Stromkreis. Schließen wir es und stellen es mit einem Rheostat so ein, dass die Glühbirnen 1 und 2 mit der gleichen Intensität brennen. Jetzt öffnen wir den Stromkreis und schließen ihn wieder. Glühbirne 1, in deren Stromkreis sich ein Stromkreis befindet (Spule mit eine große Anzahl(Wicklungen aus Kupferdraht) leuchten bei voller Glühlampe viel später auf als Glühbirne 2.

Wenn sich der Stromkreis öffnet, erlischt im Gegenteil die Glühbirne 1, in deren Stromkreis sich ein Stromkreis befindet (eine Spule mit einer großen Anzahl von Windungen aus Kupferdraht), viel später als die Glühbirne 2.

Über einen Computer und einen Projektor werden Folien projiziert, um die Schlüsselerlebnisse des Themas hervorzuheben.

Das Problem wird formuliert: Was ist der Grund für dieses Phänomen?

Unmittelbar nach dem Schließen des Schlüssels liegt Spannung an beiden Zweigen AB und CD an. Im CD-Zweig leuchtet Licht 2 fast augenblicklich auf, weil Da die Anzahl der Windungen im Rheostat gering ist, erreicht das Magnetfeld fast sofort seinen Maximalwert. Die AB-Filiale ist eine andere Sache. Bevor der Schlüssel K geschlossen wurde, gab es in der Spule kein Magnetfeld, aber nachdem der Schlüssel geschlossen wurde, trat ein Strom auf, der zunahm. Gleichzeitig erhöht sich auch die Induktion des Magnetfeldes, das die eigenen Zweige der Spule durchdringt. In jeder der zahlreichen Windungen wird e i induziert, gerichtet gegen die äußere EMK (e)

Selbstinduktion ist das Phänomen des Auftretens von EMF im selben geschlossenen Stromkreis, durch den Wechselstrom fließt. Lassen Sie uns die Induktivitätsformel für diese Spule finden.

Magnetischer Fluss

Modul des magnetischen Induktionsvektors in der Spule B=m 0 mnI

Die Anzahl der Windungen pro Längeneinheit, dann ist der magnetische Fluss in der Spule gleich , oder Ф=LI (1)

Induktivität ist physikalische Größe, die für eine gegebene Spule konstant ist und gleich ist: [L]=1Gn= (2)

Die Induktivität eines Leiters ist gleich 1H, wenn bei einer Änderung der Stromstärke um 1A in 1s eine selbstinduktive EMK von 1B in ihm induziert wird.

Physikalische Bedeutung Induktivität. Die Induktivität ist eine physikalische Größe, die numerisch der selbstinduktiven EMK entspricht, die im Stromkreis auftritt, wenn sich der Strom in einer Sekunde um 1 Ampere ändert.

Die Induktivität hängt, ähnlich wie die elektrische Kapazität, von geometrischen Faktoren ab: der Größe des Leiters und seiner Form, hängt jedoch nicht direkt von der Stromstärke im Leiter ab. Neben der Geometrie des Leiters hängt auch die Induktivität davon ab magnetische Eigenschaften Umgebung (), in der sich der Dirigent befindet.

Der magnetische Fluss in der Spule ist direkt proportional zur Stromstärke. Gesetz der Selbstinduktion Die in der Spule entstehende induktive EMK ist direkt proportional zur Stromänderungsrate, gemessen mit umgekehrtem Vorzeichen. Formel für das Gesetz der Selbstinduktion (3) Herleitung der Formel für die magnetische Feldenergie grafische Methode. Aus der Abbildung ist ersichtlich, dass die Energie des Magnetfelds gleich ist: Die Maßeinheit der Menge ist die Maßeinheit der Energie, d. h. Joule, unter Berücksichtigung von f. (1) erhalten wir: (4) Die volumetrische Energiedichte ist der Wert, der durch die Energie pro Volumeneinheit bestimmt wird. Die volumetrische Energiedichte des Magnetfelds ist gleich: (5)

Mit Formeln und B=m 0 mnI. Von hier.

Dann ist die Magnetfeldenergie gleich:

Die volumetrische Energiedichte (magnetischer Druck) beträgt (6).

Anwendbar Bildungstechnologie UDE. Betrachten Sie dazu eine Tabelle mit Analogien zwischen mechanischen, elektrischen und magnetischen Größen.

Mechanisch	Magnetisch
Das Phänomen der Trägheit	Selbstinduktionsphänomen Induktivität

Mechanisch	Elektrisch
Verformungsphänomen Härtekoeffizient	Phänomen der Kondensatoraufladung Elektrische Kapazität

Wir betonen, dass der magnetische Fluss dem Impuls des Teilchens ähnlich ist

Konsolidierung Unterrichtsmaterial.

Welches Phänomen nennt man Selbstinduktion?

Erklären Sie, warum in einem geschlossenen Stromkreis, durch den ein Strom unterschiedlicher Größe oder Richtung fließt, zwangsläufig ein anderer Strom entsteht, der Selbstinduktionsstrom genannt wird.

Welche Größe nennt man magnetischen Druck?

Probleme lösen.

Aufgabe Nr. 1. Wie ändert sich der Strom, wenn der Stromkreis geschlossen ist, dessen Diagramm in der Abbildung dargestellt ist?

Wenn im Stromkreis keine Induktivität vorhanden wäre, würde der Strom fast augenblicklich auf seinen Maximalwert ansteigen. Tatsächlich erreicht der Strom während der Zeit t 1 allmählich sein Maximum. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass in der Spule eine Selbstinduktions-EMF vorhanden ist. Die Stromstärke wird nun nicht nur von der Quellen-EMK, sondern auch von der induzierten EMK bestimmt. Der induzierte Strom ist dem Strom entgegengesetzt, der von der Stromquelle während des Stromkreises erzeugt wird.

Problem Nr. 2 Wie groß ist die Induktivität der Spule, wenn bei einer allmählichen Änderung der Stromstärke darin von 5 auf 10 A in 0,1 s eine selbstinduktive EMK von 20 V auftritt?

Problem Nr. 3 In einer Spule mit einer Induktivität von 0,6 H beträgt die Stromstärke 20 A. Welche Energie hat das Magnetfeld dieser Spule? Wie verändert sich die Feldenergie, wenn die Stromstärke halbiert wird?

Hausaufgaben und Anleitung: §11.6; Nr. 5-6 Übung 22 Zusammenfassung der Lektion. Betrachtung.

Zweifellos ein aufgabenbasierter Ansatz, neue Technologien (UDE) zur Überwindung von PPB, wissenschaftliche Methoden Ihre Anwendung bei der Lösung von Problemen, deren Bedeutung so groß ist, wird dem nachdenklichen Forscher, der sich mit der Entwicklung der Intelligenz begabter Schulkinder befasst, mehr als ein Geheimnis offenbaren.