12. Получение индукционного тока в неподвижных проводниках изменяющимся по величине магнитным полем

а) Возникновение индукционного тока при изменении величины магнитного потока можно демонстрировать следующим образом: установив катушки на сердечник и собрав электрическую цепь, как описано выше (рис. 34), приближают или удаляют ярмо от сердечника (рис. 37). При этом стрелка гальванометра отклоняется, показывая возникновение индукционного тока. Во избежание порчи прибора от большого индукционного тока при замыкании магнитопровода следует подать на зажимы 6/6 в небольшое напряжение или не доводить ярмо до соприкосновения со шлифованными плоскостями сердечника, положив на эти плоскости картон.

б ) Собирают электрическую цепь, как показано на рисунке 38. Установив реостат на максимальное сопротивление, как можно быстрее сдвигают его до полного выключения сопротивления. Благодаря этому ток в первичной цепи увеличивается и вызывает увеличение поля, что в свою очередь ведет к возникновению индукционного тока. Для убедительной демонстрации опыта следует взять реостат с сопротивлением в несколько десятков ом, чтобы разница в силе тока при максимальном и минимальном сопротивлениях была значительна, и переместить ползунок с возможно большей скоростью.

Точно так же демонстрируют появление индукционного тока в случае уменьшения тока в первичной цепи, для чего перемещают ползунок реостата в обратном направлении, т. е. увеличивают включенное в цепь сопротивление реостата.

13. .Вихревые токи (индукционное торможение)

Вихревые токи демонстрируются при помощи маятника Вальтенгофена. Для этого на сердечнике 2 устанавливают катушку 120/220 в и закрепляют конусные наконечники, как описано ранее, установив между ними зазор 4—5 мм. Затем под одну из контргаек 4а (рис. 39) закрепляют кронштейн маятника. Предварительно на стержне 146 закрепляют гайкой алюминиевую пластину без прорезей 14в.

Необходимо обеспечить- свободное качание (без задеваний) алюминиевой пластинки в зазоре между конусными наконечниками. Опыт производится следующим образом. Маятник приводят в колебание, не подключая обмотку катушки к источнику тока, он колеблется довольно долго с малым затуханием. Затем, вновь приведя маятник в колебание, включают ток и наблюдают быстрое затухание колебаний. Если заменить пластину 14в пластиной с разрезами, то колебания маятника затухают при включении тока намного медленнее, чем при сплошной пластине. Опыт показывает что прекращение колебаний маятника происходит под действием тормозящих вихревых токов, индуцируемых в пластине без разрезов (в пластине с разрезами индуцируются очень слабые вихревые токи).

II. Опыты по разделу «переменный ток»

1 4. Демонстрация индуктивных действий переменного тока

На сердечник 2 надевают катушку 120/220 в и устанавливают ярмо 3, как показано на рисунке 40. Затем через рубильник подводят провода от сети (120 или 220 в переменного тока) к соответствующим зажимам катушки. Не замыкая тока, на ярмо надевают

медное кольцо и кладут его на каркас катушки. При замыкании то­ка кольцо подбрасывается в воздух и может «плавать» в воздухе, не соскакивая с ярма. Если пытаться опустить кольцо вниз, рука встречает очень заметное сопротивление. Если оставить кольцо под током на несколько минут, то оно нагревается весьма сильно. (При проведении опыта не рекомендуется надолго включать катушку). Если теперь заменить медное кольцо алюминиевым и так же, надев его на ярмо, положить на каркас катушки, то при включении тока кольцо взлетает вверх и соскакивает с ярма. Отталкивание, которое наблюдается в обоих опытах между первичной обмоткой и кольцами (вторичной обмоткой), объясняется тем, что индукционный ток в кольце и ток в первичной обмотке почти противоположны друг другу и поэтому взаимно отталкиваются.

б ) Включив ток в катушку, медленно подносят сверху к ярму (установленному, как показано на рис. 40) плоскую катушку (рис. 1, и). На небольшом расстоянии от ярма лампочка загорается под действием возникающего индукционного тока и горит все ярче по мере дальнейшего приближения вплоть до надевания плоской катушки на ярмо. Надо следить за тем, чтобы не пережечь лампочку.