Електромагніт із Cobra SMARTsense

Схема досліду

У цьому досліді учні досліджують принцип дії електромагніта, спостерігаючи як магнітне поле, так і магнітне притягання предметів, що містять залізо.

Крім того, вони встановлять, що така поведінка виникає лише в поєднанні котушки й залізного осердя, бо обидві частини, взяті окремо, не мають магнітних властивостей або мають лише слабкі. До того ж є можливість порівняти спостереження з магнітним полем постійного магніту.

Попередні знання

Принцип

• Учні обізнані з поняттям магнітного поля
• Вони знають, що котушка, через яку проходить струм, створює магнітне поле
• Учні можуть самостійно експериментувати з магнітним полем котушки та документувати його силу й напрямок

Учні самостійно експериментують із цифровим датчиком магнітного поля Cobra SMARTsense - Magnetic field, щоб виміряти силу й напрямок магнітного поля котушки.

Зауваження: Оскільки котушка розрахована лише на тривалий струм щонайбільше 1 А, треба стежити, щоб коло не лишалося розімкненим надто довго і після вимірювання одразу знову замикалося.

Навчальна мета

• Котушка із залізним осердям, через яку проходить струм, утворює електромагніт
• Магнітне поле електромагніта за своєю формою й поведінкою подібне до поля постійного магніту

Завдання

• Учні складають електромагніт
• Вони досліджують його дію на інші предмети та магнітне поле під час вмикання й вимикання
• Вони порівнюють магнітне поле з полем постійного магніту

• Навіть якщо через використання батареї коло не становить небезпеки, стежте за тим, щоб учні під час перебудови установки завжди розмикали коло вимикачем.

• Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.

Вантажопідіймальний магніт

МРТ

Електромагніти застосовують у багатьох сферах нашого повсякдення. Ними користуються завжди тоді, коли потрібен магніт або магнітне поле, силу якого хочуть змінювати, або коли магніт хочуть вмикати й вимикати.

Наприклад, магніт добре надається до того, щоб піднімати важкі металеві частини на звалищі брухту. Але щоб покласти ці частини, магніт треба знову вимкнути. Тому застосовують електромагніт.

У медицині електромагніти теж часто потрібні, наприклад в апараті МРТ у лікарні.

У цьому досліді ми хочемо зрозуміти, як створюють електромагніт, і дослідити його властивості.

Складання електромагніта та його властивості

• Склади електромагніт
• Досліди його дію на інші предмети та магнітне поле під час вмикання й вимикання
• Порівняй магнітне поле електромагніта з полем постійного магніту

iOS

Android

Windows

Рис. 1

Рис. 2

Склади дослід так, як показано на рис. 1, у послідовності: батарея - вимикач - котушка із залізним осердям.

З'єднай частини між собою кабелями. Щоб приєднати кабелі до батареї, можеш скористатися затискачами типу "крокодил".

Стеж за тим, щоб перед приєднанням батареї вимикач був вимкнений (рис. 2).

Так ти пересвідчишся, що через коло не тече струм. Вмикай вимикач лише під час вимірювання, а після нього одразу вимикай його.

Змінюй установку лише тоді, коли вимикач вимкнений!

Рис. 3

Піднеси канцелярські скріпки, ключ або щось подібне до залізного осердя в котушці. Поспостерігай, що відбувається.

Увімкни вимикач, коло тепер замкнене!

Тепер знову піднеси ті самі предмети до залізного осердя і поспостерігай, що відбувається.

Знову вимкни вимикач і поспостерігай, що відбувається. Запиши свої спостереження на аркуші паперу.

Рис. 4

Увімкни Cobra SMARTsense -Magnetic field і під'єднай його в measureAPP. Встанови якомога вищу частоту опитування і тоді почни вимірювання.

Увімкни вимикач і піднеси датчик вістрям у напрямку залізного осердя, як на рис. 4.

Знову вимкни вимикач.

Що ти спостерігаєш? Заверши вимірювання і збережи його.

Запиши свої спостереження.

Рис. 5

Увімкни вимикач і почни вимірювання.

Проведи зондом навколо котушки, тримаючи при цьому датчик у різних напрямках біля котушки, як на рис. 5 і 6. Чи можеш ти помітити різницю? Тоді заверши вимірювання і збережи його.

Вимкни вимикач.

Вийми залізне осердя з котушки і повтори наведене вище вимірювання окремо для котушки й для залізного осердя. Що змінилося?

Повтори вимірювання з постійним магнітом.

Занеси свої спостереження до свого рукописного протоколу.