MBOU Lokotskaya 1. számú középiskola névadója. P.A. Markova
ebben a témában
"Mágneses fluxus. Elektromágneses indukció"
Tanár Golovneva Irina Aleksandrovna
Az óra típusa: kombinált
Az óra céljai:
Nevelési: tanulmányozza az elektromágneses indukció jelenségének fizikai jellemzőit, alakítsa ki a fogalmakat: elektromágneses indukció, indukált áram, mágneses fluxus.
fejlesztés: fejleszteni a tanulókban a fő és lényeges azonosításának képességét a különböző módon bemutatott anyagokban, fejlesztés kognitív érdekek valamint az iskolások képességei a folyamatok lényegének azonosításában.
nevelési : fejleszteni kell a kemény munkát, a viselkedéskultúrát, a válaszadás pontosságát és világosságát, valamint azt a képességet, hogy lássuk a körülöttünk lévő fizikát.
Az óra céljai
Nevelési:
tanulmányozza a jelenséget elektromágneses indukcióés előfordulásának feltételei;
vegyük figyelembe a kommunikáció kérdésének történetét mágneses mezőés elektromos;
ok-okozati összefüggéseket mutatni az elektromágneses indukció jelenségének megfigyelésekor,
elősegíti a megszerzett tudás aktualizálását, megszilárdítását, általánosítását, új ismeretek önálló felépítését.
Nevelési: hozzájárul a csapatmunkára, a saját ítéletek kifejezésére és az álláspontok érvelésére való képesség fejlesztéséhez.
Nevelési:
elősegítik a tanulók kognitív érdeklődésének kialakulását;
segítse elő saját értékrendjének az önfejlesztés gondolatán alapuló modellezését.
Az új anyag bemutatásának sorrendje
Mágneses fluxus.
Az elektromágneses indukció jelenségének felfedezésének története.
Faraday elektromágneses indukciós kísérleteinek bemutatása.
Az elektromágneses indukció jelenségének gyakorlati alkalmazása.
Felszerelés
Összecsukható transzformátor, galvanométer, állandó mágnes, reosztát, árammérő, mágnestű, kulcs, összekötő vezetékek, generátor modell, multimédiás projektor, hangfelvétel, előadás a témában.
Tanterv.
1. Szervezeti mozzanat.
2. Az ismeretek frissítése.
Az előző leckéken a mágneses teret és a mágneses tér jellemzőit, az áramot hordozó vezetőre és a mozgó töltésre gyakorolt hatását vizsgáltuk.
1. Mi a mágneses tér forrása?
2.Melyik fizikai mennyiség a mágneses tér jellemzője?
3.Milyen szabályok vonatkoznak a mágneses indukciós vektor irányának meghatározására?
Ma leckénk témája a „Mágneses fluxus. Az elektromágneses indukció jelenségének felfedezése"
A következő kérdéseket kell mérlegelnünk:
1. Mágneses fluxus.
2. Az elektromágneses indukció jelenségének felfedezésének története.
3. Faraday elektromágneses indukciós kísérleteinek bemutatása.
4. Az elektromágneses indukció jelenségének felfedezésének jelentősége.
3. Új anyag elsajátítása
( Prezentációs diákat, interaktív táblát, kísérleteket bemutató berendezéseket, hangfelvételeket használnak.
1. Mágneses fluxus (definíció, változtatási módszerek, méret, képlet). 9. évfolyam ismétlése. Megerősítés bemutató diákkal.
1. Az elektromágneses jelenségek vizsgálata azt mutatja, hogy kb elektromos áram Mindig van mágneses tér. (Oersted tapasztalatainak bemutatása). Az elektromos áram és a mágneses tér összefügg egymással.
De ha egy elektromos áram mágneses teret "hoz létre", akkor nincs ennek ellenkezője? Lehetséges-e elektromos áramot „létrehozni” mágneses mező segítségével? M. Faraday angol tudós 1821-ben tűzte ki maga elé ezt a feladatot.
A képernyőn M. Faraday (1791 - 1867) portréja látható.
A tanárnő a zene hátterében Faraday életét és munkásságát mutatja be.
Faraday 10 évig dolgozott azon a feladaton, amelyet maga elé tűzött. Felfedezte az elektromágneses indukciót, egy új jelenséget, amelyet részletesen tanulmányozott és számos cikkben leírt. Faraday felfedezése új lépés volt az elektromágneses jelenségek tanulmányozásában.
2. Hogy megértsük, hogyan tudta Faradaynek „a mágnesességet elektromossággá alakítani”, hajtsunk végre néhány Faraday-kísérletet modern műszerekkel. (A kísérleteket demonstrálják és elemzik)
a) Faraday felfedezte, hogy ha veszünk két huzaltekercset (két tekercset veszünk), és az egyikben megváltoztatjuk az áramot, például a primer tekercs áramkörének zárásával vagy kinyitásával, akkor a szekunder tekercsben áram keletkezik, annak ellenére, hogy a tekercsek el vannak szigetelve egymástól baráttól. Azt a jelenséget, hogy zárt vezetőben elektromos áramot gerjesztenek mágneses tér segítségével, ún elektromágneses indukció. Az így gerjesztett áramot hívták indukciós áram.
Bemutatom kísérleteimet:
Az indukciós áram megjelenése egy zárt tekercsben, amikor a második tekercsben lévő áramot be- és kikapcsolják;
Az indukciós áram megjelenése egy zárt tekercsben, amikor az áramerősséget a második tekercsben lévő reosztát segítségével megváltoztatják;
Az indukciós áram megjelenése, amikor a tekercsek egymáshoz képest mozognak.
Kísérletet végzünk műszerekkel: galvanométerhez csatlakoztatott tekercs, mágnes.
Következtetés: minden vizsgált esetben az indukált áram akkor keletkezett, amikor a vezető által lefedett tekercsterületen áthatoló mágneses fluxus megváltozott.
Az elvégzett kísérletek alapján rajzot készítünk. (Rajzok a táblán).
A tanult anyag megszilárdítása és az ismeretek ellenőrzése.
Teljesített próba munka
Visszaverődés.
A tanulók asztalukon hangulatjelek vannak (mosolygós, közömbös és szomorú). A tanár azt kéri, hogy emelje fel azt, amelyik a legjobban illik az órán lévő tanulók hangulatához.
Ma megismerkedtünk az elektromágneses indukció jelenségével, amelyet minden modern átalakító generátornál alkalmaznak mechanikus energia elektromosra. Ez a jelenség, amelyet M. Faraday fedezett fel 1831-ben, döntő szerepet játszott a technikai fejlődésben modern társadalom. Ez fizikai alapon modern elektrotechnika, ipart, közlekedést, hírközlést biztosító, Mezőgazdaság, építőipar és egyéb iparágak, az emberek mindennapi élete elektromos energiával.
Köszönöm mindenkinek az aktív osztálymunkát. Értékelések.
§ 8, 9 No. 838 (Rymkevich)
Alkalmazás
Gyakorlat. Olvassa el M. Faraday életrajzát, és töltse ki a táblázatot, amely tükrözi a tudós hozzájárulását az elektromágneses indukció jelenségének felfedezéséhez. Használjon tankönyveket, enciklopédiákat, könyveket, elektronikus kiadványok, internetes források, egyéb források.
| Vezetéknév Keresztnév, életévek | Fénykép vagy képes portré | Országok, ahol dolgozott | Fő hozzájárulás a tudományba | Nyitás szimbólum vagy annak az installációnak a rajza, amelyen a tudós dolgozott |
| Hozzájárulások a fizika más ágaihoz |
||||
| Mi fogott meg leginkább az életrajzban? |
||||
TANTERV
Téma: „Mágneses fluxus. Az elektromágneses indukció jelensége", 9. osztály
Az óra céljai:
A cél az oktatási eredmények elérése.
Személyes találatok:
– kognitív érdeklődési körök fejlesztése, értelmi és kreativitás;
– önállóság új ismeretek és gyakorlati készségek elsajátításában;
– a tanulási eredményekkel kapcsolatos értékszemlélet kialakítása.
Meta-tárgy eredményei:
– új ismeretek önálló elsajátításának, szervezési képességeinek elsajátítása oktatási tevékenységek, cél kitűzése, tervezés;
– a cselekvési módszerek elsajátítása nem szabványos helyzetekben, a problémamegoldás heurisztikus módszereinek elsajátítása;
– a megfigyelés, a legfontosabb kiemelés, a látottak magyarázata képességének fejlesztése.
A tárgy eredményei:
– tud: mágneses fluxus, indukált áram, az elektromágneses indukció jelensége;
– megért: fluxus fogalma, elektromágneses indukció jelensége
– képesnek lenni: határozza meg az indukciós áram irányát, oldja meg tipikus feladatok OGE.
Az óra típusa:új anyagok tanulása
Az óra formátuma: lecke tanulmányozása
Technológiák: technológia elemei kritikus gondolkodás, probléma alapú tanulás, IKT, probléma párbeszéd technológia
Az óra felszerelése: számítógép, interaktív tábla, tekercs, háromlábú állvány, szalagmágnes – 2 db, bemutató galvanométer, vezetékek, készülék Lenz-szabály bemutatására.
Az órák alatt
Kezdés: 10.30
1. Szervezési szakasz(5 perc).
Helló srácok! Ma fizikaórát fogok tartani, a nevem Innokenty Innokentyevich Malgarov, a Kyllakh iskola fizikatanára. Nagyon örülök, hogy Önökkel, a középiskolásokkal dolgozhatok együtt, remélem, a mai óra eredményesen fog zajlani. A mai lecke a figyelmességet, a függetlenséget és a találékonyságot méri fel. Leckénk mottója: „Minden nagyon egyszerű, csak érteni kell!” Most az íróasztal szomszédai egymásra néznek, szerencsét kívánnak nekik, és kezet fognak. A visszacsatolás érdekében néha összecsapom a kezem, és te megismétled. Ellenőrizzük? Elképesztő!
Kérjük, nézze meg a képernyőt. Mit látunk? Így van, vízesés és erős szél. Melyik szó (egy!) egyesíti ezt a kettőt természetes jelenség? Igen, folyam. Vízáramlás és légáramlás. Ma a flow-ról is szó lesz. Csak egy egészen más jellegű áramlásról. Kitalálod mit? Melyek azok a témák, amelyekkel korábban foglalkoztál? Így van, mágnesességgel. Ezért írja le a munkalapjaira az óra témáját: Mágneses fluxus. Az elektromágneses indukció jelensége.
Kezdés: 10.35
2. Ismeretek felfrissítése (5 perc).
1. Feladat. Kérjük, nézze meg a képernyőt. Mit tud mondani erről a rajzról? A munkalapokon lévő üres helyeket ki kell tölteni. Konzultáljon partnerével.
1. Körülbelül áramvezető vezeték keletkezik egy mágneses mező. Mindig zárva van;
2. A mágneses tér erőssége az mágneses indukciós vektor 0 " style="border-collapse:collapse;border:none">
Nézze meg a képernyőt. Hasonlóképpen töltse ki a második oszlopot a mágneses térben lévő áramkörhöz.
Kérjük, tekintse meg a bemutató táblázatot. Az asztalon egy állvány látható mozgatható billenővel, két alumínium gyűrűvel. Az egyik egész, a másikban van egy nyílás. Tudjuk, hogy az alumínium nem áll ki mágneses tulajdonságok. Elkezdjük behelyezni a mágnest a gyűrűbe a nyílással. Semmi nem történik. Most kezdjük el bevezetni a mágnest az egész gyűrűbe. Kérjük, vegye figyelembe, hogy a száz gyűrű elkezd „elszaladni” a mágnes elől. Állítsa le a mágnes mozgását. A gyűrű is megáll. Ezután elkezdjük óvatosan eltávolítani a mágnest. A gyűrű most követni kezdi a mágnest.
Próbáld meg elmagyarázni, amit láttál (a tanulók megpróbálják elmagyarázni).
Kérjük, nézze meg a képernyőt. Van itt egy utalás. (A tanulók arra a következtetésre jutnak, hogy amikor a mágneses fluxus megváltozik, elektromos áram érhető el).
4. feladat. Kiderült, hogy ha megváltoztatja a mágneses fluxust, elektromos áramot kaphat az áramkörben. Már tudja, hogyan kell megváltoztatni az áramlást. Hogyan? Így van, erősítheti vagy gyengítheti a mágneses mezőt, megváltoztathatja magának az áramkörnek a területét és megváltoztathatja az áramkör síkjának irányát. Most elmondok egy történetet. Figyelmesen figyeljen, és egyszerre hajtsa végre a 4. feladatot.
1821-ben Michael Faraday angol fizikus, Oersted (az a tudós, aki felfedezte az áramvezető mágneses teret) munkája által ihletett, azt a feladatot tűzte ki maga elé, hogy a mágnesességből villamos energiát nyerjen. Majdnem tíz évig hordott vezetékeket és mágneseket a nadrágzsebében, és sikertelenül próbált belőlük elektromos áramot generálni. És egy napon, teljesen véletlenül, 1831. augusztus 28-án sikerült is neki. (Készítsen és mutasson bemutatót). Faraday felfedezte, hogy ha egy tekercset gyorsan egy mágnesre helyeznek (vagy eltávolítanak róla), abban rövid ideig tartó áram keletkezik, amit galvanométerrel lehet kimutatni. Ezt a jelenséget nevezték el elektromágneses indukció.
Ezt az áramot ún indukált áram. Azt mondtuk, hogy minden elektromos áram mágneses teret hoz létre. Az indukciós áram is létrehozza a saját mágneses terét. Ezenkívül ez a mező kölcsönhatásba lép az állandó mágnes mezőjével.
Most használjuk interaktív tábla, határozza meg az indukciós áram irányát. Milyen következtetés vonható le az indukált áram mágneses terének irányáról?
Kezdés: 11.00
5. Az ismeretek alkalmazása különböző helyzetekben (10 perc).
Azt javaslom, hogy oldja meg az OGE-ben felkínált feladatokat fizikából.
5. feladat. Egy selyemszálon felfüggesztett tömör alumíniumgyűrűhöz szalagmágnest vezetnek állandó sebességgel (lásd az ábrát). Mi lesz a gyűrűvel ezalatt?
1) a gyűrű nyugalomban marad
2) a gyűrűt a mágnes vonzza
3) a gyűrűt a mágnes taszítja
4) a gyűrű forogni kezd a menet körül
6. feladat.
1) Csak 2-kor.
2) Csak az 1-ben.
4) Csak 3-kor.
Kezdés: 11.10
5. Elmélkedés (5 perc).
Itt az ideje, hogy értékeljük leckénk eredményeit. Mi újat tanultál? Sikerült elérni az óra elején kitűzött célokat? Mi volt nehéz számodra? Mi tetszett különösen? Milyen érzéseket éltél át?
6. Tájékoztatás a házi feladatról
Keresse meg tankönyveiben a „Mágneses fluxus”, „Az elektromágneses indukció jelensége” témát, olvassa el, és nézze meg, meg tudja-e válaszolni az önellenőrző kérdéseket.
Ezúton is köszönjük együttműködését, érdeklődését és általában véve az önök munkáját érdekes lecke. Jól szeretném tanulni a fizikát, és ennek alapján megérteni a világ szerkezetét.
– Nagyon egyszerű, csak meg kell értened!
A tanuló vezetékneve, keresztneve _________________________________________________________ 9. osztályos tanuló
Dátum: „________”____________________2016
MUNKALAP
Az óra témája:_________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
644 " style="width:483.25pt;border-collapse:collapse;border:none">
4. feladat. Töltse ki a hézagokat.
1. Azt a jelenséget, amikor a zárt vezetőben (áramkörben) áram keletkezik, amikor az ezen az áramkörön áthatoló mágneses tér megváltozik, ____________________________-nek nevezzük;
2. Az áramkörben keletkező áramot ________________________________-nak nevezzük;
3. Az indukciós áram által létrehozott áramkör mágneses tere __________________ az állandó mágnes mágneses tere felé irányul (Lenz-szabály).
https://pandia.ru/text/80/300/images/image006_55.jpg" align="left hspace=12" width="238" height="89"> 6. feladat. Három egyforma fémgyűrű van. Az első gyűrűből eltávolítanak egy mágnest, a második gyűrűbe egy mágnest helyeznek, a harmadik gyűrűbe pedig egy álló mágnest helyeznek el. Melyik gyűrűben folyik az indukciós áram?
1) Csak 2-kor.
2) Csak az 1-ben.
Az óra témája:
Az elektromágneses indukció felfedezése. Mágneses fluxus.
Cél: Megismerni a hallgatókat az elektromágneses indukció jelenségével.
Az órák alatt
I. Szervezési mozzanat
II. Az ismeretek frissítése.
1. Frontális felmérés.
- Mi Ampere hipotézise?
- Mi a mágneses permeabilitás?
- Milyen anyagokat nevezünk paramágnesesnek és diamágnesesnek?
- Mik azok a ferritek?
- Hol használják a ferriteket?
- Honnan tudhatjuk, hogy a Föld körül mágneses tér van?
- Hol van a Föld északi és déli mágneses pólusa?
- Milyen folyamatok mennek végbe a Föld magnetoszférájában?
- Mi az oka a mágneses tér létezésének a Föld közelében?
2. Kísérletek elemzése.
1. kísérlet
Az állványon lévő mágnestű az állvány alsó, majd felső végéhez került. Miért fordul a nyíl az állvány mindkét oldalán az alsó vége felé? Déli-sark, és a felső véghez - az északi véghez?(Minden vastárgy a Föld mágneses mezőjében van. Ennek a mezőnek a hatására mágneseződnek, és a tárgy alsó része érzékeli az északi irányt. mágneses pólus, a felső pedig déli.)
2. kísérlet
Egy nagy parafa dugóban készítsen egy kis hornyot egy darab drót számára. Helyezze a parafát vízbe, és helyezze rá a huzalt párhuzamosan. Ebben az esetben a vezetéket a dugóval együtt elforgatják és a meridián mentén szerelik fel. Miért?(A vezetéket mágnesezték, és mágneses tűként helyezték el a Föld mezőjében.)
III. Új anyagok tanulása
A költözés között elektromos töltések törvény mágneses erők. A mágneses kölcsönhatásokat a mozgó elektromos töltések körül létező mágneses mező gondolata alapján írják le. Az elektromos és mágneses mezőket ugyanazok a források - elektromos töltések - generálják. Feltételezhető, hogy kapcsolat van köztük.
1831-ben M. Faraday ezt kísérletileg megerősítette. Felfedezte az elektromágneses indukció jelenségét (1.,2. dia).
1. kísérlet
Csatlakoztatjuk a galvanométert a tekercshez, és egy állandó mágnest fogunk kihúzni belőle. Megfigyeljük a galvanométer tűjének elhajlását, áram (indukció) jelent meg (3. dia).
A vezetőben lévő áram akkor lép fel, ha a vezető egy váltakozó mágneses mező hatásterületén van (4-7. dia).
Faraday a váltakozó mágneses teret a szám változásaként ábrázolta távvezetékek, áthatol a felületen, amelyet ez a kontúr korlátoz. Ez a szám az indukciótól függ BAN BEN mágneses mező, az áramkör területéről S és annak orientációja egy adott területen.
Ф=BS cos a - mágneses fluxus.
F [Wb] Weber (8. dia)
Az indukált áram különböző irányú lehet, ami attól függ, hogy az áramkörön áthaladó mágneses fluxus csökken vagy nő. Az indukciós áram irányának meghatározására vonatkozó szabályt 1833-ban fogalmazták meg. E. X. Lentz.
2. kísérlet
Állandó mágnest csúsztatunk egy könnyű alumínium gyűrűbe. A gyűrűt taszítják róla, kinyújtva pedig a mágneshez vonzódik.
Az eredmény nem függ a mágnes polaritásától. A taszítást és a vonzást az indukciós áram megjelenése magyarázza.
Amikor egy mágnest benyomunk, a gyűrűn áthaladó mágneses fluxus megnő: a gyűrű taszítása azt mutatja, hogy a benne indukált áram olyan irányú, amelyben a mágneses mező indukciós vektora ellentétes irányú a külső indukciós vektorral. mágneses mező.
Lenz szabálya:
Az indukált áramnak mindig olyan iránya van, hogy mágneses tere megakadályozza a mágneses fluxus minden olyan változását, amely az indukált áram megjelenését okozza.(9. dia).
IV. Laboratóriumi munkák végzése
Laboratóriumi munka a „Lenz-szabály kísérleti ellenőrzése” témában
Eszközök és anyagok:milliamperméter, tekercs-tekercs, ív alakú mágnes.
Előrehalad
- Készítsen egy táblázatot.
« Fizika - 11. osztály"
Elektromágneses indukció
Michael Faraday angol fizikus bízott az elektromos és mágneses jelenségek egységes természetében.
Az időben változó mágneses tér elektromos mezőt, a változó elektromos mező pedig mágneses teret hoz létre.
1831-ben Faraday felfedezte az elektromágneses indukció jelenségét, amely a mechanikai energiát elektromos energiává alakító generátorok tervezésének alapját képezte.
Az elektromágneses indukció jelensége
Az elektromágneses indukció jelensége az elektromos áram fellépése egy vezető áramkörben, amely vagy nyugalomban van egy időben változó mágneses térben, vagy állandó mágneses térben mozog úgy, hogy az áramkörön áthatoló mágneses indukciós vonalak száma változtatások.
Számos kísérletéhez Faraday két tekercset, egy mágnest, egy kapcsolót, egy egyenáramú forrást és egy galvanométert használt.
Az elektromos áram mágnesezhet egy vasdarabot. A mágnes okozhat elektromos áramot?
A kísérletek eredményeként Faraday megállapította főbb jellemzői Az elektromágneses indukció jelenségei:
1). indukált áram lép fel az egyik tekercsben a zárás vagy nyitás pillanatában elektromos áramkör egy másik tekercs, az elsőhöz képest álló helyzetben.
2) indukált áram akkor következik be, amikor az egyik tekercsben az áramerősség reosztát segítségével megváltozik 
3). indukált áram akkor lép fel, amikor a tekercsek egymáshoz képest elmozdulnak 
4). indukált áram akkor lép fel, amikor egy állandó mágnes elmozdul a tekercshez képest 
Következtetés:
Zárt vezetőkörben áram keletkezik, amikor az ezen áramkör által határolt felületen áthatoló mágneses indukciós vonalak száma megváltozik.
És minél gyorsabban változik a mágneses indukciós vonalak száma, annál nagyobb a kapott indukciós áram.
Nem számít. ami a mágneses indukciós vonalak számának változásának az oka.
Ez lehet az álló áramkör által határolt felületen áthatoló mágneses indukciós vonalak számának változása is a szomszédos tekercs áramerősségének változása miatt,
valamint az indukciós vonalak számának változása az áramkör nem egyenletes mágneses térben való mozgása miatt, amelynek vonalainak sűrűsége térben változik stb.
Mágneses fluxus
Mágneses fluxus egy olyan mágneses tér karakterisztikája, amely egy lapos zárt körvonallal határolt felület minden pontján a mágneses indukciós vektortól függ. 
Van egy lapos zárt vezető (áramkör), amely egy S területű felületet határol, és egyenletes mágneses térben van elhelyezve.
Normál (vektor, amelynek modulusa egyenlő eggyel) a vezető síkjával α szöget zár be a mágneses indukciós vektor irányával
A Ф mágneses fluxus (a mágneses indukciós vektor fluxusa) egy S területű felületen egy olyan érték, amely megegyezik a mágneses indukciós vektor nagyságának az S területtel és a vektorok közötti α szög koszinuszával és:
Ф = BScos α
Ahol
Вcos α = В n- a mágneses indukciós vektor vetítése a kontúrsíkra vonatkozó normálra.
Ezért
Ф = B n S
A mágneses fluxus annál jobban nő FogadóÉs S.
A mágneses fluxus annak a felületnek az irányától függ, amelyen a mágneses tér áthatol.
A mágneses fluxus grafikusan olyan értékként értelmezhető, amely arányos a felületen áthatoló mágneses indukciós vonalak számával. S.
A mágneses fluxus mértékegysége weber.
Mágneses fluxus 1 weberben ( 1 Wb) egyenletes mágneses térrel jön létre 1 T indukcióval egy 1 m 2 területű felületen keresztül, amely merőleges a mágneses indukciós vektorra.
A mai óra témája fontos téma- „Mágneses fluxus”. Először is emlékezzünk arra, hogy mi az elektromágneses indukció. Utána beszélünk arról, hogyan keletkezik az indukált áram, és mi a fontos az áram megjelenéséhez. Faraday kísérleteiből megtudjuk, hogyan keletkezik a mágneses fluxus.
Folytatva az „Elektromágneses indukció” témakör tanulmányozását, nézzünk meg közelebbről egy olyan fogalmat, mint pl. mágneses fluxus.
Már tudja, hogyan észlelheti az elektromágneses indukció jelenségét - ha egy zárt vezetőt kereszteznek mágneses vonalak, ebben a vezetőben elektromos áram keletkezik. Ezt az áramot indukciónak nevezzük.
Most beszéljük meg, hogyan keletkezik ez az elektromos áram, és mi a fontos az áram megjelenéséhez.
Először is térjünk rá Faraday kísérleteés nézze meg újra a fontos jellemzőit.
Tehát van egy ampermérőnk, egy tekercsünk vele egy nagy szám fordul, ami rövidre van zárva ehhez az ampermérőhöz.
Fogunk egy mágnest, és az előző leckéhez hasonlóan ezt a mágnest is leeresztjük a tekercsbe. A nyíl eltér, vagyis ebben az áramkörben elektromos áram van.
Rizs. 1. Indukciós áram észlelési tapasztalat
De amikor a mágnes a tekercsben van, az áramkörben nincs elektromos áram. De amint megpróbálja eltávolítani ezt a mágnest a tekercsből, újra elektromos áram jelenik meg az áramkörben, de ennek az áramnak az iránya az ellenkezőjére változik.
Vegye figyelembe azt is, hogy az áramkörben folyó elektromos áram értéke magának a mágnesnek a tulajdonságaitól is függ. Ha veszel egy másik mágnest és ugyanazt a kísérletet, akkor az áram értéke jelentősen megváltozik, ebben az esetben az áram csökken.
A kísérletek elvégzése után arra a következtetésre juthatunk, hogy a zárt vezetőben (tekercsben) fellépő elektromos áram az állandó mágnes mágneses teréhez kapcsolódik.
Más szóval, az elektromos áram a mágneses tér bizonyos jellemzőitől függ. És már bevezettünk egy ilyen jellemzőt - .
Emlékezzünk vissza, hogy a mágneses indukciót betűvel jelöljük, ez egy vektormennyiség. A mágneses indukciót pedig Teslában mérik.
Tesla - Nikola Tesla európai és amerikai tudós tiszteletére.
Mágneses indukció jellemzi a mágneses tér hatását az ebbe a mezőbe helyezett áramvezetőre.
De amikor elektromos áramról beszélünk, meg kell értenünk, hogy az elektromos áram, és ezt már 8. osztálytól tudja, hatása alatt keletkezik. elektromos mező.
Ebből arra következtethetünk, hogy az elektromos indukciós áram az elektromos tér hatására jelenik meg, ami viszont a mágneses tér hatására jön létre. És ez a kapcsolat pontosan úgy valósul meg mágneses fluxus.
Mi a mágneses fluxus?
Mágneses fluxus F betűvel jelöljük, és olyan mértékegységekben fejezzük ki, mint a weber, és jelöljük.
A mágneses fluxus a határolt felületen átáramló folyadék áramlásához hasonlítható. Ha vesz egy csövet, és ebben a csőben folyadék folyik, akkor ennek megfelelően egy bizonyos vízáramlás átfolyik a cső keresztmetszeti területén.
Ezzel a hasonlattal a mágneses fluxus azt jellemzi, hogy hány mágneses vonal halad át egy korlátozott áramkörön. Ez a körvonal egy huzaltekercs vagy esetleg más forma által határolt terület, és ez a terület szükségszerűen korlátozott.
Rizs. 2. Az első esetben a mágneses fluxus maximális. A második esetben ez egyenlő nullával.
Az ábrán két fordulat látható. Az egyik fordulat egy huzaltekercs, amelyen keresztül a mágneses indukciós vonalak haladnak át. Amint látja, négy ilyen sor látható itt. Ha sokkal több lenne belőlük, akkor azt mondanánk, hogy a mágneses fluxus nagy lenne. Ha ezekből a vonalakból kevesebb lenne, például egy vonalat húznánk, akkor azt mondhatnánk, hogy a mágneses fluxus elég kicsi, kicsi.
És még egy eset: amikor a tekercs úgy van elhelyezve, hogy mágneses vonalak ne menjenek át a területén. Úgy tűnik, hogy a mágneses indukció vonalai a felület mentén csúsznak. Ilyenkor azt mondhatjuk, hogy nincs mágneses fluxus, pl. nincsenek vonalak, amelyek áthatolnak ennek a kontúrnak a felületén.
Mágneses fluxus az egész mágnest mint egészet (vagy más mágneses térforrást) jellemzi. Ha egy ponton mágneses indukció jellemzi a hatást, akkor a mágneses fluxus az egész mágnest jellemzi. Elmondhatjuk, hogy a mágneses fluxus a mágneses tér második nagyon fontos jellemzője. Ha a mágneses indukciót egy mágneses térre jellemző erőnek nevezzük, akkor a mágneses fluxus a mágneses tér energiajellemzője.
Visszatérve a kísérletekre, elmondhatjuk, hogy a tekercs minden menete külön zárt menetként ábrázolható. Ugyanaz az áramkör, amelyen a mágneses indukciós vektor mágneses fluxusa áthalad. Ebben az esetben induktív elektromos áram figyelhető meg.
Így egy zárt vezetőben mágneses fluxus hatására elektromos tér jön létre. És ez az elektromos mező nem hoz létre mást, mint egy elektromos áramot.
Nézzük meg újra a kísérletet, és most, annak tudatában, hogy van mágneses fluxus, nézzük meg a kapcsolatot a mágneses fluxus és az indukált elektromos áram értéke között.
Vegyünk egy mágnest, és elég lassan engedjük át a tekercsen. Az elektromos áram értéke nagyon keveset változik.
Ha gyorsan megpróbálja kihúzni a mágnest, az elektromos áram értéke nagyobb lesz, mint az első esetben.
Ebben az esetben a mágneses fluxus változási sebessége játszik szerepet. Ha a mágnessebesség változása elég nagy, akkor az indukált áram is jelentős lesz.
Az ilyen jellegű kísérletek eredményeként a következő minták derültek ki.
Rizs. 3. Mitől függ a mágneses fluxus és az indukált áram?
1. A mágneses fluxus arányos a mágneses indukcióval.
2. A mágneses fluxus egyenesen arányos annak az áramkörnek a felületével, amelyen a mágneses indukciós vonalak áthaladnak.
3. Harmadszor pedig a mágneses fluxus függése az áramkör szögétől. Már felhívtuk a figyelmet arra, hogy ha az áramkör területe ilyen vagy olyan, akkor ez befolyásolja a mágneses fluxus jelenlétét és nagyságát.
Így azt mondhatjuk, hogy az indukált áram erőssége egyenesen arányos a mágneses fluxus változási sebességével.
∆ Ф a mágneses fluxus változása.
∆ t az az idő, amely alatt a mágneses fluxus megváltozik.
Az arány pontosan a mágneses fluxus változásának sebessége.
E függés alapján arra a következtetésre juthatunk, hogy például egy meglehetősen gyenge mágnessel indukált áramot lehet létrehozni, de ennek a mágnesnek a mozgási sebességének nagyon nagynak kell lennie.
Az első ember, aki megkapta ezt a törvényt, M. Faraday angol tudós volt. A mágneses fluxus fogalma lehetővé teszi számunkra, hogy mélyebben megvizsgáljuk az elektromos és mágneses jelenségek egységes természetét.
A további irodalom listája:
Alapfokú fizika tankönyv. Szerk. G.S. Landsberg, T. 2. M., 1974 Yavorsky B.M., Pinsky A.A., Fundamentals of Physics, 2. kötet, M. Fizmatlit., 2003 Olyan ismerősek neked az áramlások? // Quantum. - 2009. - 3. szám - P. 32-33. Aksenovich L. A. Fizika in Gimnázium: Elmélet. Feladatok. Tesztek: Tankönyv. általános műveltséget nyújtó intézmények támogatása. környezet, oktatás / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Szerk. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsiya i vyakhavanne, 2004. - P.344.
