Меню

При движении катушек относительно друг друга в одной из них возникает электрический ток при условии



При движении катушек относительно друг друга в одной из них возникает электрический ток при условии

1. С какой, целью ставились опыты? Как они проводились?

«Превратить магнетизм в электричество» — так записал в своём дневнике цель своих опытов Майкл Фарадей в 1822 г.
Если электрический ток «создаёт» магнитное поле, то нельзя ли с помощью магнитного поля «создать» электрический ток?

Опыты Фарадея, демонстрирующие явление электромагнитной индукции:

1. Здесь наблюдается возникновение индукционного тока при движении магнита и катушки относительно друг друга.

2. При замыкании и размыкании цепи гальванометр регистрирует индукционный ток.

3. Можно вызвать появление индукционного тока в катушке 2 путём изменения силы тока в другой катушке 1.

4. При движении катушек относительно друг друга гальванометром регистрируется индукционный ток.

5. При вращении контура в магнитном поле (или магнита относительно контура) изменение магнитного потока приводит к возникновению индукционного тока.

2. При каком условии во всех опытах в катушке, замкнутой на гальванометр, возникал индукционный ток?

При любом изменении магнитного потока через поперечное сечение катушки в проводнике появлялся индукционный ток..

3. В чем заключается явление электромагнитной индукции?

Явление электромагнитной индукции:

При всяком изменении магнитного потока, пронизывающего площадь, ограниченную замкнутым проводником, в этом проводнике возникает электрический ток, существующий в течение всего процесса изменения магнитного потока.

4. В чем важность открытия явления электромагнитной индукции?

Явление электромагнитной индукции используется в производстве электрической энергии, например, в электрогенераторах, получивших широкое распространение.

Источник

Электромагнитная индукция. 11 класс. Физика.

Электромагнитная индукция. 11 класс. Физика.

  • Оглавление
  • Занятия
  • Обсуждение
  • О курсе

Вопросы

Задай свой вопрос по этому материалу!

Поделись с друзьями

Комментарии преподавателя

Явление электромагнитной индукции

Вокруг электрического тока всегда существует магнитное поле. Электрический ток и магнитное поле неотделимы друг от друга.

Но если электрический ток, как говорят, «создаёт» магнитное поле, то не существует ли обратного явления? Нельзя ли с помощью магнитного поля «создать» электрический ток?

Такую задачу в начале XIX в. пытались решить многие учёные. Поставил её перед собой и английский учёный Майкл Фарадей. «Превратить магнетизм в электричество» — так записал в своём дневнике эту задачу Фарадей в 1821 г. Почти 10 лет упорной работы потребовалось учёному для её решения.

Майкл Фарадей

Майкл Фарадей (1791—1867)
Английский физик. Открыл явление электромагнитной индукции, экстратоки при замыкании и размыкании

Чтобы понять, как Фарадею удалось «превратить магнетизм в электричество», выполним некоторые опыты Фарадея, используя современные приборы.

На рисунке а показано, что если в катушку, замкнутую на гальванометр, вдвигается магнит, то стрелка гальванометра при этом отклоняется, указывая на появление индукционного (наведённого) тока в цепи катушки. Индукционный ток в проводнике представляет собой такое же упорядоченное движение электронов, как и ток, полученный от гальванического элемента или аккумулятора. Название «индукционный» указывает только на причину его возникновения.

Возникновение индукционного тока при движении магнита и катушки относительно друг друга

Рис. Возникновение индукционного тока при движении магнита и катушки относительно друг друга

При извлечении магнита из катушки снова наблюдается отклонение стрелки гальванометра, но в противоположную сторону, что указывает на возникновение в катушке тока противоположного направления.

Как только движение магнита относительно катушки прекращается, прекращается и ток. Следовательно, ток в цепи катушки существует только во время движения магнита относительно катушки.

Опыт можно изменить. На неподвижный магнит будем надевать катушку и снимать её (рис. б). И опять можно обнаружить, что во время движения катушки относительно магнита в цепи снова появляется ток.

На рисунке изображена катушка А, включённая в цепь источника тока. Эта катушка вставлена в другую катушку С, подключённую к гальванометру. При замыкании и размыкании цепи катушки А в катушке С возникает индукционный ток.

Возникновение индукционного тока при замыкании и размыкании электрической цепи

Рис. Возникновение индукционного тока при замыкании и размыкании электрической цепи

Можно вызвать появление индукционного тока в катушке С и путём изменения силы тока в катушке А или движением этих катушек относительно друг друга.

Проделаем ещё один опыт. Поместим в магнитное поле плоский контур из проводника, концы которого соединим с гальванометром (рис. а). При повороте контура гальванометр отмечает появление в нём индукционного тока. Ток будет появляться и в том случае, если рядом с контуром или внутри него вращать магнит (рис б).

При вращении контура в магнитном поле(магнита относительно контура) изменение магнитного потока приводит к возникновению индукционного тока

Рис. При вращении контура в магнитном поле(магнита относительно контура) изменение магнитного потока приводит к возникновению индукционного тока

Во всех рассмотренных опытах индукционный ток возникал при изменении магнитного потока, пронизывающего охваченную проводником площадь.

В случаях, изображённых на рисунках, магнитный поток менялся за счёт изменения индукции магнитного поля. Действительно, при движении магнита и катушки относительно друг друга катушка попадала в области поля с большей или меньшей магнитной индукцией (так как поле магнита неоднородное). При замыкании и размыкании цепи катушки А индукция создаваемого этой катушкой магнитного поля менялась за счёт изменения силы тока в ней.

При вращении проволочного контура в магнитном поле или магнита относительно контура магнитный поток менялся за счёт изменения ориентации этого контура по отношению к линиям магнитной индукции.

  • при всяком изменении магнитного потока, пронизывающего площадь, ограниченную замкнутым проводником, в этом проводнике возникает электрический ток, существующий в течение всего процесса изменения магнитного потока

В этом и заключается явление электромагнитной индукции.

Открытие электромагнитной индукции принадлежит к числу самых замечательных научных достижений первой половины XIX в. Оно вызвало появление и бурное развитие электротехники и радиотехники.

На основании явления электромагнитной индукции были созданы мощные генераторы электрической энергии, в разработке которых принимали участие учёные и техники разных стран. Среди них были и наши соотечественники: Эмилий Христианович Ленц, Борис Семёнович Якоби, Михаил Иосифович Доливо-Добровольский и другие, внёсшие большой вклад в развитие электротехники.

Правило Ленца. Опыт, демонстрирующий правило Ленца

Направление индукционного тока в контуре определяется правилом Ленца. Это правило устанавливается при помощи следующего опыта. Имеется два алюминиевых кольца, соединенных алюминиевой перекладиной. Одно из этих колец имеет разрез (не замкнутое), второе кольцо сплошное. Перекладина установлена на острие иглы, которая закреплена на подставке. Приближаем магнит к кольцу, имеющему разрез, – видно, что с системой ничего не происходит. При приближении магнита к замкнутому концу, система начинает поворачиваться (кольцо отталкивается от полюса магнита) (см. Рис. 1). Если же надеть кольцо на магнит и затем вытягивать магнит из него, то кольцо тянется за магнитом.

Опыт Ленца

Рис. 1. Опыт Ленца

Приближением или удалением магнита от сплошного кольца мы меняем магнитный поток, который пронизывает площадь кольца. Согласно теории явления электромагнитной индукции, в кольце должен возникнуть индукционный электрический ток. Из опытов Ампера известно, что там, где проходит ток, возникает магнитное поле. Следовательно, замкнутое кольцо начинает вести себя как магнит. То есть происходит взаимодействие двух магнитов (постоянный магнит, который мы двигаем, и замкнутый контур с током).

Так как система не реагировала на приближение магнита к кольцу с разрезом, то можно сделать вывод, что индукционный ток в незамкнутом контуре не возникает.

Причины отталкивания или притягивания кольца к магниту

1. При приближении магнита

При приближении полюса магнита кольцо отталкивается от него. То есть оно ведет себя как магнит, у которого с нашей стороны такой же полюс, как у приближающегося магнита. Если мы приближаем северный полюс магнита, то вектор магнитной индукции кольца с индукционным током направлен в противоположную сторону относительно вектора магнитной индукции северного полюса магнита (см. Рис. 2).

Рис. 2. Приближение магнита к кольцу

2. При удалении магнита от кольца

При удалении магнита кольцо тянется за ним. Следовательно, со стороны удаляющегося магнита у кольца образовывается противоположный полюс. Вектор магнитной индукции кольца с током направлен в ту же сторону, что и вектор магнитной индукции удаляющегося магнита (см. Рис. 3).

Рис. 3. Удаление магнита от кольца

Из данного опыта можно сделать вывод, что при движении магнита кольцо ведет себя также подобно магниту, полярность которого зависит от того, увеличивается или уменьшается магнитный поток, пронизывающий площадь кольца. Если поток возрастает, то векторы магнитной индукции кольца и магнита противоположны по направлению. Если магнитный поток сквозь кольцо уменьшается со временем, то вектор индукции магнитного поля кольца совпадает по направлению с вектором индукции магнита.

Направление индукционного тока в кольце можно определить по правилу правой руки. Если направить большой палец правой руки по направлению вектора магнитной индукции, то четыре согнутых пальца укажут направление тока в кольце (см. Рис. 4).

Рис. 4. Правило правой руки

Закон электромагнитной индукции

При изменении магнитного потока, пронизывающего контур, в контуре возникает индукционный ток такого направления, чтобы своим магнитным потоком компенсировать изменение внешнего магнитного потока.

Закон электромагнитной индукции

Если внешний магнитный поток возрастает, то индукционный ток своим магнитным полем стремится замедлить это возрастание. Если магнитный поток убывает, то индукционный ток своим магнитным полем стремится замедлить это убывание.

Эта особенность электромагнитной индукции выражается знаком «минус» в формуле ЭДС индукции.

Закон электромагнитной индукции

При изменении внешнего магнитного потока, пронизывающего контур, в контуре возникает индукционный ток. При этом значение электродвижущей силы численно равно скорости изменения магнитного потока, взятой со знаком «-».

Правило Ленца является следствием закона сохранения энергии в электромагнитных явлениях.

Источник

Тест по теме «Электродинамика»

Тест №1 «Электродинамика»

Какая физическая величина измеряется в «веберах»?

А. индукция поля

Б. магнитный поток

Определить силу, действующую на проводник с током длиной 40см, помещенный в магнитное поле с индукцией 5Тл, при силе тока 5А.

Частица с электрическим зарядом 4*10 -19 Кл движется со скоростью 1000км/ч в магнитном поле с индукцией 5Тл, под углом 30 0 к вектору магнитной индукции. Определить значение силы Лоренца.

При движении катушек относительно друг друга в одной из них возникает электрический ток, при условии, что другая подключена к источнику тока. Как называется данное явление?

А. электростатическая индукция

Б. магнитная индукция

В. Электромагнитная индукция

Электрическое поле создается…

А. неподвижными электрическими зарядами

Б. магнитными зарядами

В. Постоянными электрическими зарядами

Г. Постоянными магнитами

В каком случае можно говорить о возникновении магнитного поля?

А. заряженная частица движется прямолинейно ускоренно

Б. заряженная частица движется прямолинейно равномерно

В. Движется магнитный заряд

Прямолинейный проводник длиной 20см расположен под углом 90 0 к вектору индукции магнитного поля. Какова сила Ампера, действующая на проводник, если сила тока в нем равна 100мА, а индукция магнитного поля – 0,5Тл?

От чего зависит ЭДС индукции в контуре?

А. магнитной индукции в контуре

Б. магнитного потока через контур

В. Индуктивности контура

Г. Электрического сопротивления контура

Д. скорости изменения магнитного потока

Какой магнитный поток создает силу тока, равную 2А, в контуре индуктивностью в 1Гн?

Чему равен магнитный поток, пронизывающий поверхность контура площадью 0,5м 2 , индукция магнитного поля равна 5Тл? Угол между вектором магнитной индукции и нормалью 60 0 .

При перемещении заряда по замкнутому контуру в стационарном электрическом поле, работа поля равна….

Б. какой-то величине

Можно ли использовать скрученный удлинитель большой длины при большой нагрузке?

По прямому проводу течет постоянный ток. Вблизи провода наблюдается…

А. только магнитное поле

Б. только электрическое поле

В. Одновременно и магнитное и электрическое поля

Г. Поочередно: то магнитное, то электрическое поля

Какова ЭДС индукции, возбуждаемая в проводнике, помещенном в магнитное поле с индукцией 200мТл, если оно полностью исчезает за 0,05с? Площадь, ограниченная контуром, равна 1м 2 .

Определить сопротивление проводника длиной 20м, помещенного в магнитное поле, если скорость движения 10м/с, индукция поля равна 0,01Тл, сила тока 2А.

Определить индуктивность катушки, если при силе тока в 2а, она имеет энергию 0,2Дж.

  • Все материалы
  • Статьи
  • Научные работы
  • Видеоуроки
  • Презентации
  • Конспекты
  • Тесты
  • Рабочие программы
  • Другие методич. материалы

Номер материала: ДБ-830985

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Явление электромагнитной индукции

Известно, что вокруг электрического тока всегда существует маг­нитное поле. Электрический ток и магнитное поле неотделимы друг от друга.

Но если электрический ток, как гово­рят. «создает» магнитное поле, то не су­ществует ли обратного явления? Нельзя ли с помощью магнитного поля «создать» электрический ток? Такую задачу в нача­ле XIX в. пытались решить многие уче­ные. Поставил ее перед собой и англий­ский ученый Майкл Фарадей. «Превра­тить магнетизм в электричество» — так записал в своем дневнике эту задачу Фара­дей в 1822 г. Почти 10 лет упорной работы потребовалось Фарадею для ее решения.

Чтобы понять, как Фарадею удалось «превратить магнетизм в электричество», выполним некоторые опыты Фарадея, ис­пользуя современные приборы.

На рисунке 126, а показано, что если в катушку, замкнутую на гальванометр, вдвигается магнит, то стрелка гальванометра при этом отклоняется, указывая на появление индукционного(наведенного) тока в цепи катушки. Индукционный ток в проводнике представляет собой такое же упорядоченное движение электронов, как и ток, полу­ченный от гальванического элемента или аккумулятора. Название «индукционный» указывает только на причину его возникновения.

При извлечении магнита из катушки снова наблюдается отклоне­ние стрелки гальванометра, но в противоположную сторону, что указы­вает на возникновение в катушке тока противоположного направления,

Как только движение магнита относительно катушки прекращает­ся, прекращается и ток. Следовательно, ток в цепи катушки существу­ет только во время движения магнита относительно катушки.

Опыт можно видоизменить. На неподвижный магнит будем наде­вать катушку и снимать ее (рис. 126, б). И опять можно обнаружить, что во время движения катушки относительно магнита в цепи снова появляется ток.

На рисунке 127 изображена катушка-А, включенная в цепь ис­точника тока. Эта катушка вставлена в другую катушку С, подклю­ченную к гальванометру. При замыкании и размыкании цепи ка­тушки А в катушке С возникает индукционный ток.

Можно вызвать появление индукционного тока в катушке С и путем изменения силы тока в катушке А или движением этих кату­шек относительно друг друга.

Проделаем ещё один опыт. Поместим в магнитное поле плоский контур из проводника, концы которого соединим с гальванометром (рис. 128, а). При повороте контура гальванометр отмечает появле­ние в нем индукционного тока. Ток будет появляться и в том случае, если рядом с контуром или внутри него вращать магнит (рис. 128, б).

Во всех рассмотренных нами опытах индукционный ток воз­никал при изменении магнитного потока, пронизывающего охваченную проводником площадь.

В случаях, изображенных на рисунках 126, а, б и 127, поток менял­ся за счет изменения индукции магнитного поля. Действительно, при движении магнита и катушки относительно друг друга (см. рис. 126, а, б) катушка попадала в области поля с большей или меньшей маг­нитной индукцией (так как поле магнита неоднородно). При замыка­нии и размыкании цепи катушки А индукция создаваемого этой ка­тушкой магнитного поля менялась за счет изменения силы тока в ней.

При вращении проволочного контура в магнитном поле (см. рис. 128, а) или магнита относительно контура (см. рис. 128, б)магнитный поток менялся за счет изменения ориентации этого кон­тура по отношению к линиям магнитной индукции.

Итак, при всяком изменении магнитного потока, прони­зывающего контур замкнутого проводника, в этом провод­нике возникает электрический ток, существующий в тече­ние всего процесса изменения магнитного потока.

В этом и заключается явление электромагнитной индукции.

Открытие электромагнитной индукции принадлежит к числу са­мых замечательных научных достижений первой половины XIXв. Оно вызвало появление и бурное развитие электротехники и радиотехники.

На основании явления электромагнитной индукции были созданы мощные генераторы электрической энергии, в разработке которых принимали участие ученые и техники разных стран. Среди них были и наши соотечественники: Эмилий Христианович Ленц, Борис Се­менович Якоби, Михаил Иосифович Доливо-Добровольский и другие, внесшие большой вклад в развитие электротехники.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Читайте также:  Контурный ток это электротехника