Le phénomène d'auto-induction.
fem auto-induction.
Énergie champ magnétique.

Cible:
Éducatif:
1. Assurer l'assimilation (répétition, consolidation) et l'étude pendant la leçon
les concepts de base suivants, les lois, les théories, faits scientifiques: Quel
auto-induction, emf auto-induction, trouver l'énergie du champ magnétique, graphique
dépendance du flux magnétique à l'intensité du courant.
2. Vérifiez le degré d'assimilation des connaissances.
Éducatif:
1.
2. Étudiez la position, les principes.
Tâches de développement :
1.
Connaissance du monde et de ses modèles
Développer chez les étudiants la capacité de mettre en évidence les principaux, essentiels dans le domaine étudié
matériel, comparer, généraliser, exprimer logiquement leurs pensées.
2. Développer la capacité d'analyse des connaissances acquises, des compétences professionnelles.

Plan de cours.
1. Le phénomène d'auto-induction. Définition de l'auto-induction. fem auto-induction.
2. Énergie du champ magnétique. Graphique de la dépendance du flux magnétique à l'intensité du courant.
auto-induction
1. Auto-induction
R
Considérons un circuit composé d'une pile, d'un rhéostat R, d'une inductance L,
galvanomètre G et clé K.
Si le circuit est fermé, alors le galvanomètre G et l'inductance L circulent
électricité. Au moment de l'ouverture du circuit, l'aiguille du galvanomètre brusquement
dévie dans le sens opposé. C'est parce que lorsque le circuit est ouvert
Flux magnétique dans la bobine diminue, provoquant e. d.s. auto-induction. Courant
auto-induction
, conformément à la loi de Lenz, empêche la diminution
c et moi
flux magnétique, c'est-à-dire qu'il est dirigé dans la bobine de la même manière que le courant décroissant
2I
le courant traverse entièrement le galvanomètre ; mais sa direction est opposée
direction
. Le phénomène d'apparition d'un courant induit dans un circuit à la suite de
. Cette
1I
les changements de courant dans ce circuit sont appelés
par induction.

L'auto-induction est cas particulier phénomènes induction électromagnétique.

Découvrons de quoi dépend e. d.s. auto-induction. L'induction B est proportionnelle
courant dans la bobine, de sorte que le FLUX magnétique qui se produit dans la bobine est également
proportionnel à l'intensité du courant :
F=LI.
Le facteur de proportionnalité L est appelé l'inductance du circuit.
Lorsque vous changez le vôtre; flux magnétique dans le circuit, selon la loi
induction électromagnétique, par ex. d.s. auto-induction

si

F

t
Substitution dans l'expression
la formule Ф=LI, on trouve ; qu'e. d.s.

si

F

t
l'auto-induction est proportionnelle au taux de variation de l'intensité du courant :

si
L

je

t
2. Énergie du champ magnétique
L'énergie du courant de champ magnétique
Considérez la chaîne
, composé de batterie B, résistance
R, solénoïde L, clé K. Si la clé est en position 1, alors à travers le solénoïde
un courant I0 constant en valeur et en sens circule. Tout courant électrique
toujours entouré d'un champ magnétique. La question se pose : où est la localisation
énergie actuelle - à l'intérieur des fils le long desquels ils dérivent ou dans un champ magnétique, c'est-à-dire dans
l'environnement entourant les courants? Pour répondre à cette question, considérez ce qui sera
se produire si la clé est ouverte et déplacée en position 2. Dans ce cas, par
la résistance R pendant un certain temps coulera en diminuant jusqu'au courant nul, maintenu
courant émergent d'auto-induction, et la transformation de l'énergie du champ magnétique
champs de courant principalement dans l'énergie du mouvement thermique moléculaire - chauffage
la résistance. Par conséquent, la diminution de l'énergie du champ magnétique peut être calculée comme
travaux de ce courant :
W=A. Depuis le propre flux magnétique Ф \u003d LI,

le solénoïde pénétrant est proportionnel à l'intensité du courant, alors la dépendance de F sur I peut être
représenté sous la forme illustrée à la Fig.

La zone de la bande étroite hachurée avec la base
je correspond

travail élémentaire
A effectué par le courant, lorsque sa valeur change de

Le travail total A effectué par le courant est égal à la somme des travaux élémentaires
A et numériquement
JE.


égale à l'aire du triangle OAB :
Un 
00IF
2
Étant donné que
, formule
F 
0
LI
0
Un 
peut être réécrit sous la forme
A
.
2
0LI
2
00IF
2
Au cours de ce travail, l'énergie du champ magnétique diminue jusqu'à
zéro (puisque le courant diminue de la valeur à zéro). Puisqu'il n'y a pas
il n'y a pas de changement dans les corps entourant le circuit électrique, la conclusion est la suivante :
le champ magnétique est porteur d'énergie.
Ainsi, l'énergie propre du courant est égale à l'énergie du champ magnétique :

2LI
2
valable pour tout contour, il caractérise
Wm 
Formule
Wm 
2LI
2
dépendance de l'énergie du champ magnétique actuel sur l'intensité du courant dans le circuit et son inductance.

Questions pour l'auto-examen.
1. Décrivez le circuit dans lequel la fem se produit. auto-induction.
2. Qu'appelle-t-on auto-induction ?
3. Donner une caractéristique du rapport de la diminution de l'énergie du champ magnétique à
travail actuel.
4. Dessinez un horaire de travail et décrivez-le.
5. Reproduisez la formule pour trouver l'énergie du champ magnétique, donnez-lui
caractéristique.
Tâches d'auto-examen.
1) Déterminez la fem. auto-induction, si la variation de l'intensité du courant est de 4,2 A,
changement de temps 40 ms et inductance de boucle 0,37 H.
(Réponse : E.m.f. = 38,85 V)
2) Déterminer l'inductance de la boucle si l'on sait que la variation de courant
est de 5,4 A, le changement de temps est de 57 ms et la fem. l'auto-induction est de 27 V.
(Réponse : L=0,285 H)
3) Déterminer à quoi est égale l'énergie du champ magnétique si l'inductance du circuit
est de 0,74 H et l'intensité du courant est de 25 A.
(Réponse:
J)
25,231mW

Littérature
Dmitrieva V.F. Physique : Proc. manuel pour les écoles techniques./ Ed. V.L. Prokofiev,
- 4e éd., Sr. - M. : Plus haut. scolaire, 2001. - 415 p. : ill. ISBN 5060036685

Dans cette leçon, nous apprendrons comment et par qui le phénomène d'auto-induction a été découvert, nous considérerons une expérience avec laquelle nous démontrerons ce phénomène, nous déterminerons que l'auto-induction est un cas particulier d'induction électromagnétique. À la fin de la leçon, nous introduisons une grandeur physique montrant la dépendance de la FEM d'auto-induction à la taille et à la forme du conducteur et à l'environnement dans lequel se trouve le conducteur, c'est-à-dire l'inductance.

Henry a inventé des bobines plates à bande de cuivre, avec lesquelles il a obtenu des effets de force plus prononcés qu'avec des solénoïdes à fil. Le scientifique a remarqué que lorsqu'une bobine puissante est dans le circuit, le courant dans ce circuit atteint sa valeur maximale beaucoup plus lentement que sans bobine.

Riz. 2. Schéma du montage expérimental par D. Henry

Sur la fig. La figure 2 représente le circuit électrique du montage expérimental, à partir duquel il est possible de mettre en évidence le phénomène d'auto-induction. Le circuit électrique se compose de deux ampoules connectées en parallèle connectées via une clé à une source de courant continu. Une bobine est connectée en série avec l'une des ampoules. Une fois le circuit fermé, on peut voir que l'ampoule, qui est connectée en série avec la bobine, s'allume plus lentement que la deuxième ampoule (Fig. 3).

Riz. 3. Incandescence différente des ampoules au moment où le circuit est allumé

Lorsque la source est éteinte, l'ampoule connectée en série avec la bobine s'éteint plus lentement que la deuxième ampoule.

Pourquoi les lumières s'éteignent-elles en même temps ?

Lorsque la clé est fermée (Fig. 4), en raison de l'apparition de champs électromagnétiques d'auto-induction, le courant dans l'ampoule avec la bobine augmente plus lentement, de sorte que cette ampoule s'allume plus lentement.

Riz. 4. Serrure à clé

Lorsque la clé est ouverte (Fig. 5), la FEM émergente de l'auto-induction empêche le courant de diminuer. Par conséquent, le courant continue de circuler pendant un certain temps. Pour l'existence du courant, un circuit fermé est nécessaire. Il y a un tel circuit dans le circuit, il contient les deux ampoules. Par conséquent, lorsque le circuit est ouvert, les ampoules doivent briller de la même manière pendant un certain temps, et le retard observé peut être dû à d'autres raisons.

Riz. 5. Ouverture de la clé

Considérez les processus qui se produisent dans ce circuit lorsque la clé est fermée et ouverte.

1. Fermeture de la clé.

Il y a une boucle conductrice dans le circuit. Laissez le courant dans cette bobine circuler dans le sens antihoraire. Ensuite, le champ magnétique sera dirigé vers le haut (Fig. 6).

Ainsi, la bobine est dans l'espace de son propre champ magnétique. Avec une augmentation du courant, la bobine sera dans l'espace d'un champ magnétique changeant de son propre courant. Si le courant augmente, alors le flux magnétique créé par ce courant augmente également. Comme vous le savez, avec une augmentation du flux magnétique pénétrant dans le plan du circuit, une force électromotrice d'induction apparaît dans ce circuit et, par conséquent, un courant d'induction. Selon la règle de Lenz, ce courant sera dirigé de manière à ce que son champ magnétique empêche une modification du flux magnétique pénétrant dans le plan du circuit.

C'est-à-dire que pour celui considéré dans la Fig. 6 tours, le courant d'induction doit être dirigé dans le sens des aiguilles d'une montre (Fig. 7), empêchant ainsi l'augmentation du courant propre du tour. Par conséquent, lorsque la clé est fermée, le courant dans le circuit n'augmente pas instantanément du fait qu'un courant d'induction de freinage apparaît dans ce circuit, dirigé en sens inverse.

2. Ouvrir la clé

Lorsque la clé est ouverte, le courant dans le circuit diminue, ce qui entraîne une diminution du flux magnétique à travers le plan de la bobine. Une diminution du flux magnétique conduit à l'apparition d'une FEM d'induction et d'un courant d'induction. Dans ce cas, le courant d'induction est dirigé dans le même sens que le courant propre à la boucle. Cela conduit à une diminution plus lente du courant intrinsèque.

Conclusion: lorsque le courant dans le conducteur change, une induction électromagnétique se produit dans le même conducteur, ce qui génère un courant d'induction dirigé de manière à empêcher toute modification du courant intrinsèque dans le conducteur (Fig. 8). C'est l'essence du phénomène d'auto-induction. L'auto-induction est un cas particulier d'induction électromagnétique.

Riz. 8. Moment d'allumage et d'extinction du circuit

La formule pour trouver l'induction magnétique d'un conducteur continu avec courant:

où - induction magnétique; - constante magnétique ; - intensité actuelle ; - distance du conducteur au point.

Le flux d'induction magnétique à travers le site est égal à :

où est la surface traversée par le flux magnétique.

Ainsi, le flux d'induction magnétique est proportionnel à l'amplitude du courant dans le conducteur.

Pour une bobine dans laquelle est le nombre de spires et est la longueur, l'induction du champ magnétique est déterminée par la relation suivante :

Le flux magnétique créé par une bobine avec le nombre de tours N, est égal à:

Remplacer dans expression donnée la formule d'induction du champ magnétique, on obtient :

Le rapport du nombre de spires à la longueur de la bobine est désigné par le nombre :

On obtient l'expression finale du flux magnétique :

Il ressort de la relation obtenue que la valeur du flux dépend de l'intensité du courant et de la géométrie de la bobine (rayon, longueur, nombre de spires). Une valeur égale à est appelée inductance :

L'unité d'inductance est le henry :

Par conséquent, le flux d'induction magnétique provoqué par le courant dans la bobine est :

En tenant compte de la formule de la FEM d'induction, nous obtenons que la FEM de l'auto-induction est égale au produit du taux de variation du courant et de l'inductance, pris avec le signe "-":

auto-induction- c'est le phénomène d'apparition d'induction électromagnétique dans un conducteur lorsque l'intensité du courant traversant ce conducteur change.

Force électromotrice d'auto-induction est directement proportionnel au taux de variation du courant traversant le conducteur, pris avec un signe moins. Le facteur de proportionnalité est appelé inductance, qui dépend des paramètres géométriques du conducteur.

Un conducteur a une inductance égale à 1 H si, à une vitesse de variation de courant dans le conducteur égale à 1 A par seconde, une force électromotrice de self-induction égale à 1 V apparaît dans ce conducteur.

Une personne rencontre le phénomène d'auto-induction tous les jours. Chaque fois que nous allumons ou éteignons la lumière, nous fermons ou ouvrons ainsi le circuit, tout en excitant des courants d'induction. Parfois, ces courants peuvent atteindre des valeurs si élevées qu'une étincelle saute à l'intérieur de l'interrupteur, ce que nous pouvons voir.

Bibliographie

1. Myakishev G.Ya. Physique : Proc. pour 11 cellules. enseignement général établissements. - M. : Éducation, 2010.
2. Kassianov V.A. La physique. 11e année : Proc. pour l'enseignement général établissements. - M. : Outarde, 2005.
3. Gendenstein L.E., Dick Yu.I., Physique 11. - M. : Mnemosyne.

1. Portail Internet Myshared.ru ().
2. Portail Internet Physics.ru ().
3. Portail Internet Festival.1septembre.ru ().

Devoirs

1. Questions à la fin du paragraphe 15 (p. 45) - Myakishev G.Ya. Physique 11 (voir liste des lectures recommandées)
2. Quel conducteur a une inductance de 1 henry ?

Leçon de physique numéro 47 en 9e année.

Date de:

Thème : "Auto-induction"

Le but de la leçon:

• L'étude de l'essence du phénomène d'auto-induction; familiarisation avec la valeur de l'inductance, la formule de calcul de l'énergie d'un champ magnétique, clarifiant la signification physique de cette formule.
• Le développement de la pensée logique, l'attention, la capacité d'analyser les résultats de l'expérience, de tirer des conclusions.
• Éducation à une culture du travail mental ; intérêt pour la physique; formation des qualités communicatives d'une personne.

Type de leçon : combiné.

Formulaire de cours : mixte.

D/W :§ 49, 50.

Pendant les cours

1. Org. moment.
2. Vérification d / z.

1. Enquête orale.

• Le phénomène d'induction électromagnétique.
• Méthodes d'induction de courant.

1. Travail individuel sur cartes.

1. Explication du nouveau matériel.

1. Matériels supplémentaires.

Le sens du courant d'induction.

Questions aux étudiants pour mettre à jour leurs connaissances antérieures :

• Nommez deux séries d'expériences de Faraday sur l'étude du phénomène d'induction électromagnétique (l'apparition d'un courant d'induction dans une bobine lorsqu'un aimant ou une bobine avec du courant entre et sort ; l'apparition d'un courant d'induction dans une bobine lorsque le courant changements dans un autre en fermant ou en ouvrant un circuit ou en utilisant un rhéostat).
• Le sens de déviation de l'aiguille du galvanomètre dépend-il du sens de déplacement de l'aimant par rapport à la bobine ? (ça dépend : quand l'aimant se rapproche de la bobine, la flèche dévie dans un sens, quand on retire l'aimant, dans l'autre sens).
• Quelle est la différence (selon les lectures du galvanomètre) entre le courant d'induction qui se produit dans la bobine à l'approche de l'aimant et le courant qui se produit lorsque l'aimant est retiré (à la même vitesse que l'aimant) ? (le sens du courant est différent).

Ainsi, lorsque l'aimant se déplace par rapport à la bobine, le sens de déviation de l'aiguille du galvanomètre (et donc le sens du courant) peut être différent. À l'aide de l'expérience de Lenz, nous formulons la règle permettant de trouver le sens du courant d'induction (clip vidéo "Démonstration du phénomène d'induction électromagnétique").

Explication de l'expérience de Lenz : si vous rapprochez un aimant d'un anneau conducteur, il commencera à se repousser de l'aimant. Cette répulsion ne peut s'expliquer que par le fait qu'un courant d'induction apparaît dans l'anneau, en raison d'une augmentation du flux magnétique à travers l'anneau, et l'anneau avec le courant interagit avec l'aimant.

Règle de Lenz et loi de conservation de l'énergie.

augmente, alors le sens du courant d'induction dans le circuit est tel que le vecteur d'induction magnétique du champ créé par ce courant est dirigé opposé au vecteur d'induction magnétique du champ magnétique externe.

Si le flux magnétique à travers le circuit diminue, alors le sens du courant d'induction est tel que le vecteur d'induction magnétique du champ créé par ce courant co-dirigé le vecteur d'induction magnétique du champ extérieur.

La formulation de la règle de Lenz : le courant d'induction a une direction telle que le flux magnétique créé par celui-ci tend toujours à compenser la variation du flux magnétique qui a provoqué ce courant.

La règle de Lenz est une conséquence de la loi de conservation de l'énergie.

1. Le phénomène d'auto-induction.

• Avant de considérer le phénomène d'auto-induction, rappelons quelle est l'essence du phénomène d'induction électromagnétique - c'est l'apparition d'un courant d'induction dans un circuit fermé lorsque le flux magnétique pénétrant dans ce circuit change. Considérons l'une des variantes des expériences de Faraday : si l'intensité du courant est modifiée dans un circuit contenant un circuit fermé (bobine), un courant d'induction apparaîtra également dans le circuit lui-même. Ce courant obéira également à la règle de Lenz.

Considérons une expérience sur la fermeture d'un circuit contenant une bobine. Lorsque le circuit avec la bobine est fermé, une certaine valeur de l'intensité du courant n'est définie qu'après un certain temps.

• Fragment vidéo "Auto-induction"
• Définition de l'auto-induction : AUTO-INDUCTION - l'apparition d'un champ électrique vortex dans le circuit conducteur lorsque l'intensité du courant dans celui-ci change; un cas particulier d'induction électromagnétique.
  En raison de l'auto-induction, un circuit fermé a une "inertie": l'intensité du courant dans le circuit contenant la bobine ne peut pas être modifiée instantanément.

3. Inductance.

Ф=LI

Unités d'inductance dans le système SI : [L] = 1 = 1 H (henry).

1. Application et comptabilité de l'auto-induction dans la technologie.

En raison du phénomène d'auto-induction, lors de l'ouverture de circuits contenant des bobines avec des noyaux en acier (électroaimants, moteurs, transformateurs), une EMF d'auto-induction importante est créée et des étincelles ou même une décharge d'arc peuvent se produire. Comme devoirs Je propose (éventuellement) de préparer une présentation sur le thème "Comment éliminer l'auto-induction indésirable lorsque le circuit est ouvert ?".

1. Énergie du champ magnétique

1. Consolidation.

1. Ex. 41 - oralement.
2. N ° 830, 837 - au tableau.
3. N ° 834 - sur le lieu de travail.

1. Réflexion.
2. Résumé de la leçon.
3. D/s.

style="&6�#:.��Je suis New Roman""> Expérience Faraday.

magnétique et champs électriques connectés les uns aux autres. E-mail courant peut générer un champ magnétique. Un champ magnétique peut-il créer un courant électrique ? De nombreux scientifiques ont tenté de résoudre ce problème au début du 19e siècle. Mais la première contribution décisive à la découverte des interactions électromagnétiques a été apportée par Michael Faraday.

"Transformez le magnétisme en électricité", écrit Faraday dans son journal. 1821 Et seulement 10 ans plus tard, il a pu résoudre ce problème. Vous et moi allons découvrir ce que Faraday n'a pu découvrir depuis 10 ans, en quelques minutes. Faraday ne pouvait pas comprendre une chose : que seul un aimant en mouvement provoque un courant. Un aimant au repos ne provoque aucun courant dans celui-ci. Quelles expériences Faraday a-t-il menées ? Répétons les expériences de Faraday, à l'aide desquelles il a découvert le phénomène EMP.

Démonstration : génération de courant d'induction (bobine, milliampèremètre, aimant permanent)

Définition: Apparition dans un conducteur fermé courant électrique, causée par une modification du champ magnétique est appelée le phénomène d'INDUCTION ÉLECTROMAGNÉTIQUE.

Le courant résultant est appelé - induction.

CONCLUSION : Le courant d'induction ne se produit que lorsque la bobine et l'aimant se déplacent par rapport. Le sens du courant d'induction dépend du sens du vecteur B du champ magnétique extérieur.

1. Méthodes d'obtention du courant d'induction.

Le courant inductif dans un circuit fermé n'apparaît que lorsque le flux magnétique qui traverse la zone couverte par le circuit change.

Travail de groupe (à l'aide de manuels, d'Internet)

1 groupe : 1 voie (Fig. 127)

1. Consolidation du nouveau matériel.

1. Ex. 39 (1.2) - oralement ;
2. Ex. 40 (2) - oralement.

1. Réflexion.
2. Résumé de la leçon.
3. D/s.

Si le courant dans le circuit change, le champ magnétique de ce courant et son propre flux magnétique pénétrant dans le circuit changent. Si le courant dans le circuit change, le champ magnétique de ce courant et son propre flux magnétique pénétrant dans le circuit changent. Dans le circuit, une FEM d'induction se produit, ce qui, selon la règle de Lenz, empêche une modification du courant dans le circuit. Dans le circuit, une FEM d'induction se produit, ce qui, selon la règle de Lenz, empêche une modification du courant dans le circuit.

AUTO-INDUCTION L'auto-induction est le phénomène d'apparition d'une FEM d'induction dans un circuit lorsque le courant électrique change dans le même circuit. L'auto-induction est le phénomène d'apparition d'induction EMF dans un circuit lorsque le courant électrique change dans le même circuit. L'auto-induction est un cas particulier important de l'induction électromagnétique. L'auto-induction est un cas particulier important de l'induction électromagnétique.

INDUCTANCE Propre flux magnétique Φ, pénétrant dans le circuit ou la bobine avec du courant, est proportionnel à l'intensité du courant I. Propre flux magnétique Φ, pénétrant dans le circuit ou la bobine avec du courant, est proportionnel à l'intensité du courant I. Le facteur de proportionnalité L dans cette formule est appelée coefficient d'auto-induction ou inductance de bobine.

INDUCTANCE L'unité SI d'inductance est le henry (H). L'unité SI d'inductance est appelée le henry (H). L'inductance d'un circuit ou d'une bobine est de 1 H si, avec un courant continu de 1 A, le flux propre est de 1 Wb. L'inductance d'un circuit ou d'une bobine est de 1 H si, avec un courant continu de 1 A, le flux propre est de 1 Wb. 1 H = 1 Wb / 1 A

AUTO-INDUCTION FEM d'auto-induction apparaissant dans une bobine avec valeur constante l'inductance, est égale à la FEM d'auto-induction qui se produit dans une bobine avec une valeur d'inductance constante, est égale à la FEM d'auto-induction est directement proportionnelle à l'inductance de la bobine et au taux de variation de l'intensité du courant dans celle-ci . L'EMF de l'auto-induction est directement proportionnelle à l'inductance de la bobine et au taux de variation de l'intensité du courant dans celle-ci.

énergie magnétique. Lorsque la clé est ouverte, la lampe clignote fortement. Lorsque la clé est ouverte, la lampe clignote fortement. Le courant dans le circuit apparaît sous l'action de l'auto-induction EMF. La source d'énergie dégagée dans ce cas dans le circuit électrique est le champ magnétique de la bobine.

énergie magnétique. De la loi de conservation de l'énergie, il résulte que toute l'énergie stockée dans la bobine sera libérée sous forme de chaleur Joule. Si nous désignons par R la résistance totale du circuit, alors pendant le temps Δt la quantité de chaleur sera libérée.D'après la loi de conservation de l'énergie, il s'ensuit que toute l'énergie stockée dans la bobine sera libérée sous forme de Joule Chauffer. Si nous désignons par R la résistance totale du circuit, alors pendant le temps Δt la quantité de chaleur sera dégagée ΔQ = I 2 RΔt
énergie magnétique. Traçons la dépendance du flux magnétique Φ(I) sur le courant I Traçons la dépendance du flux magnétique Φ(I) sur le courant I La quantité totale de chaleur dégagée, égale à la réserve d'énergie initiale du champ magnétique, est déterminé par l'aire du triangle. FI/2

Leçon 87.11 Lissitzky P.A.

Section de programme : "Champ magnétique"

Sujet de la leçon : « Le phénomène d'auto-induction. Inductance. L'énergie du champ magnétique. Résolution de problème"

Objectif: l'étudiant doit apprendre l'essence du phénomène d'auto-induction et la loi de l'auto-induction, ainsi que le concept d'inductance et d'énergie du champ magnétique.

Objectifs de la leçon.

Éducatif:

Révéler l'essence du phénomène d'auto-induction;

Déduire la loi de l'auto-induction et donner le concept d'inductance, ainsi que dériver la formule de l'énergie d'un champ magnétique graphiquement.

Éducatif:

Montrer l'importance des relations de cause à effet dans la connaissabilité des phénomènes.

Développement de la pensée :

Travailler sur le développement de la capacité à distinguer raison principale cela affecte le résultat (pour former "vigilance" dans la recherche);

Continuez à travailler sur la formation des compétences pour tirer des conclusions.

Type de leçon : leçon d'apprentissage de nouveau matériel.

Technologies éducatives : éléments de la technologie d'élargissement des unités didactiques (UDE).

Pendant les cours.

1. Initialisation de la leçon (accueil mutuel de l'enseignant et des élèves, préparation à la leçon, etc.)

2. Introduction au plan de leçon.

Tout d'abord, nous admirerons ensemble des connaissances approfondies - et pour cela, nous mènerons une petite enquête orale. Ensuite, nous essaierons de répondre à la question : quelle est l'essence du phénomène d'auto-induction ? Qu'est-ce que l'inductance ? Comment calculer l'énergie d'un champ magnétique ? Ensuite, nous entraînerons notre cerveau - nous résoudrons les problèmes. Et enfin, nous tirerons quelque chose de précieux des recoins de la mémoire - le phénomène d'induction électromagnétique (un sujet de répétition).

2. Conversation de contrôle sur le sujet "Phénomènes d'induction électromagnétique".

Qu'est-ce que le phénomène d'induction électromagnétique ?

Formule de la loi de l'induction électromagnétique.

Comment se lit la loi de l'induction électromagnétique ?

Formule du courant inductif si le circuit est fermé ?

Formule de flux magnétique.

La formule du module du vecteur d'induction magnétique dans la bobine.

3. Travail sur le matériel étudié.

Expérience problématique.

collecté circuit électrique. On le ferme et on le règle avec un rhéostat pour que les ampoules 1 et 2 brûlent avec la même intensité. Maintenant, ouvrons le circuit et refermons-le. Ampoule 1, dans le circuit de laquelle se trouve un circuit (bobine avec un grand nombre spires de fil de cuivre), s'allumera à pleine chaleur bien plus tard que l'ampoule 2.

Lorsque le circuit est ouvert, au contraire, l'ampoule 1, dans le circuit de laquelle se trouve un circuit (une bobine avec un grand nombre de spires de fil de cuivre), s'éteindra beaucoup plus tard que l'ampoule 2.

Projeté à travers un ordinateur et des diapositives de projecteur afin de se concentrer sur l'expérience clé du sujet.

Le problème est formulé : Quelle est la raison de ce phénomène ?

Immédiatement après la fermeture de la clé, une tension est appliquée aux deux branches AB et CD. Dans la branche CD, le voyant 2 s'allumera presque instantanément, car le nombre de tours dans le rhéostat est petit, alors le champ magnétique atteint sa valeur maximale presque immédiatement. Une autre chose branche AB. Il n'y avait pas de champ magnétique dans la bobine avant la fermeture de la clé K, et après la fermeture de la clé, un courant apparaît qui augmente. Dans le même temps, l'induction du champ magnétique augmente également, ce qui pénètre dans les propres branches de la bobine. Dans chacune des nombreuses spires, e i est induit, dirigé contre la FEM externe (e)

L'auto-induction est appelée le phénomène de l'apparition d'EMF dans le même circuit fermé à travers lequel circule un courant alternatif. Trouvons la formule d'inductance pour cette bobine.

Flux magnétique

Module du vecteur d'induction magnétique dans la bobine B=m 0 mnI

Le nombre de spires par unité de longueur puis le flux magnétique dans la bobine est , soit F = LI (1)

L'inductance est quantité physique, qui est constant pour cette bobine et est égal à , [L]=1Hn= (2)

L'inductance du conducteur est égale à 1H, si dans celui-ci, lorsque l'intensité du courant change de 1A pendant 1s, une FEM d'auto-induction de 1V est induite.

signification physique inductance. L'inductance est une quantité physique numériquement égale à la FEM d'auto-induction qui se produit dans le circuit lorsque le courant change de 1 ampère en une seconde.

L'inductance, comme la capacité électrique, dépend de facteurs géométriques : la taille du conducteur et sa forme, mais ne dépend pas directement de l'intensité du courant dans le conducteur. Outre la géométrie du conducteur, l'inductance dépend de Propriétés magnétiques environnement () dans lequel se trouve le conducteur.

Le flux magnétique dans la bobine est directement proportionnel à la force du courant. La loi de l'auto-induction La FEM d'induction qui se produit dans la bobine est directement proportionnelle au taux de variation de l'intensité du courant, pris avec le signe opposé. La formule de la loi d'auto-induction (3) Dérivation de la formule de l'énergie du champ magnétique méthode graphique. On peut voir sur la figure que l'énergie du champ magnétique est : joule, à partir de là, en tenant compte de f.(1), on obtient : (4) La densité d'énergie volumétrique est la valeur déterminée par l'énergie provenant par unité de volume. La densité d'énergie volumétrique du champ magnétique est : (5)

En utilisant les formules et B=m 0 mnI. D'ici.

Alors l'énergie du champ magnétique sera égale à :

La densité d'énergie volumétrique (pression magnétique) sera égale à (6).

En vigueur technologie educative UDE. Pour ce faire, considérons un tableau d'analogues entre grandeurs mécaniques, électriques et magnétiques.

Mécanique	Magnétique
Le phénomène d'inertie	Le phénomène d'auto-induction inductance

Mécanique	Électrique
phénomène de déformation Facteur de rigidité	Phénomène de charge des condensateurs Capacité électrique

Nous soulignons que le flux magnétique est similaire à la quantité de mouvement de la particule

Ancrage Matériel pédagogique.

Quel phénomène s'appelle l'auto-induction ?

Expliquez pourquoi dans un circuit fermé, traversé par un courant qui change d'amplitude ou de direction, un autre courant apparaît inévitablement, appelé courant d'auto-induction ?

Quelle est la valeur de la pression magnétique ?

Résolution de problème.

Tâche numéro 1. Comment le courant changera-t-il lorsque le circuit sera fermé, dont le circuit est illustré sur la figure.

S'il n'y avait pas d'inductance dans le circuit, le courant augmenterait presque instantanément jusqu'à sa valeur maximale. En réalité, l'intensité du courant atteint progressivement un maximum au cours du temps t 1. Cela est dû au fait que dans la bobine EMF auto-induction. L'intensité du courant est désormais déterminée non seulement par la FEM de la source, mais également par la FEM de l'induction. Le courant inductif est dirigé contre le courant créé par la source de courant lors d'un court-circuit.

Tâche n° 2 Quelle est l'inductance de la bobine si, avec une variation progressive de l'intensité du courant de 5 à 10 A en 0,1 s, une FEM d'auto-induction se produit égale à 20 V ?

Tâche n ° 3 Dans une bobine avec une inductance de 0,6H, l'intensité du courant est de 20A. Quelle est l'énergie du champ magnétique de cette bobine ? Comment l'énergie du champ changera-t-elle si le courant est divisé par deux ?

Devoirs et consignes : §11.6 ; N° 5-6 exercice 22 Les résultats de la leçon. Réflexion.

Sans doute, l'approche tâche, les nouvelles technologies (UDE) dépassant le PPB, Méthodes scientifiques leur application à la résolution de problèmes, dont l'importance est si grande, révélera plus d'un secret à un chercheur réfléchi engagé dans le développement de l'intellect d'écoliers doués.