Демонстрация №2 Действие магнитного поля на проводник с током

Опыт №1. Взаимодействие двух катушек.

Цель:

П риборы и материалы: катушка 220 В, катушка-моток для фронтальных работ, источник постоянного тока на 4-6.

Ход работы:

Положите катушку 220 В со вставленным ярмом, как показано на рис., и подключите катушку-моток из набора для фронтальных работ и подключите ее провода к источнику тока напряжением 4 - 6 В. При замыкании выключателя катушка-моток оттолкнется или притянется к катушке 220 В. Рис.3.

Изменив направление тока в катушке 220 В и катушке-мотке (соответственно переключив выводы), продемонстрируйте отталкивание и притягивание катушек в зависимости от направления тока в них.

Вывод:

Демонстрация №3 Модель намагничивающей установки

Приборы и материалы: U-образный магнитопровод, катушка 220 В, два конусных наконечника, стержень (игла).

Ход работы:

Установить на U-образном магнитопроводе катушку 220 В и закрепить на нем конусные наконечники. Для этого установите на шлифованные плоскости U-образного магнитопровода призматическую часть наконечников; закрепите их при помощи прижимов, вставив пластины прижима выступами в пазы планок U-образного магнитопровода; и, ввертывая винт, прижмите наконечники к нему и затем закрепите контргайки. Подключите теперь катушку через выключатель к источнику постоянного тока 8-10В.

Смонтировав указанным способом установку, можно приступить к опытам по намагничиванию. Возьмите стальной стержень или иглу С, положите ее между наконечниками, как показано на рис.5, и замкните на мгновение выключатель, затем снимите пластинку. Легко убедиться, что пластинка намагничена. Для проверки поднесете эту пластинку к магнитной стрелке. Полярность намагниченной пластинки зависит от направления тока в катушке. Изменив направление тока в катушке, получают обратно направленную полярность намагниченной пластинки.

На этой установке можно намагничивать стрелки, небольшие стальные полоски (для постоянных полосовых и дугообразных магнитов) и др.

Вывод:

Демонстрация №3 Получение индукционного тока при помощи движущегося магнитного поля

Цель:

Приборы и материалы: катушка 220 В, провода, демонстрационный гальванометр, магнит.

Ход работы:

Положите катушку 220 В, как показано на рис. 16, а, и подключите провода от демонстрационного гальванометра к зажимам 220 В. Опыты проводятся в следующем порядке.

а) б)

Рис.6.

А. Быстро вставляют в катушку одним каким-нибудь концом (например, северным) линейный магнит и демонстрируют, что индукционный ток возникает только в моменты движения магнита, т.е. при условии пересечения магнитными силовыми линиями проводников. Затем быстро удаляют магнит и демонстрируют, что индукционный ток имеет противоположное направление. Повторяют опыт, быстро вставив и вынув магнит, но уже другим концом. Теперь направление тока будет противоположным по сравнению с предыдущим опытом.

В. Демонстрируют отклонение стрелки гальванометра, если магнит целиком продвинуть через катушку. Сначала вдвиньте в катушку магнит северным полюсом, вынув магнит с другой стороны катушки (опыт 1). Повторите опыт, только вдвиньте магнит южным полюсом (опыт 2).

Г. Магнит закрепляют или держат в руке неподвижно и быстро надевают на него или снимают с него катушку. В этом случае направления индукционных токов будут противоположны по сравнению с опытами 1 и 2.

Д. Для проверки правила правой руки лучше осуществить опыт с дугообразным магнитом, у которого полюсы окрашены в разные цвета. Для этого закрепите магнит, как показано на рис.16, б, и проверьте правило для четырех случаев, надевание и снимание катушки сначала с одного полюса магнита, а затем с другого. Отклонения стрелки гальванометра в четырех типичных случаях показаны на рис. 7.

Рис.7.

Е. В катушку вставляют и вынимают из нее магнит сначала быстро, а потом медленно и затем сравнивают величину полученных отклонений стрелки гальванометра.

Ж. В катушку 6/6 В вставляют ярмо и подключают ее к источнику постоянного тока 4-8 В, благодаря чему получаем электромагнит и можем осуществить с ним описанные выше опыты по получению индукционного тока при движении проводника в магнитном поле. Для этого катушка 220 В подключается к гальванометру, затем надевается на ярмо или снимается с него. Следует повторить все четыре типичных случая индукции, описанные в пункте Д, при этом изменение полюса достигается путем изменения направления тока в катушке 6/6 В.

Надо отметить, что поскольку магнитное поле электромагнита может быть усилено (за счет увеличения силы тока, протекающего на катушке 6/6 В) по сравнению с полем постоянного магнита, индукция с электромагнитом будет более эффективной, чем индукция с постоянным магнитом.

Э тот опыт можно осуществить и в несколько ином виде: на U-образный магнитопровод надевают катушки 6/6 и 220 В, как показано на рис. 8.

Катушку 6/6 В подключают к источнику постоянного тока 4-6 В, а в катушку 220 В - к гальванометру. Если теперь снимать или надевать на магнитопровод любую из двух катушек, то стрелка гальванометра в момент движения катушек покажет возникновение индукционного тока. Направление индукционного тока меняется в зависимости от направления движения катушек (вверх или вниз по сердечнику), а также в зависимости от направления тока в катушке 6/6 В.