Загальна інформація
Застосування
Вітрова електростанція як приклад використання генератора
Під електрогустиною магнітного потоку розуміють явище виникнення електричної напруги на електричному провіднику внаслідок зміни магнітного поля.
Цей зв'язок описує одне з чотирьох рівнянь Максвелла. Дію індукції використовують передусім у генераторах, електродвигунах і трансформаторах.
Інша інформація (1/2)
Попередні знання
Потрібні базові знання про прості електричні кола та про магнетизм (сили між магнітами, магнітні полюси, магнітні поля тощо).
Принцип
За допомогою постійного магніту можна одержувати індукційну напругу.
Інша інформація (2/2)
Навчальна мета
Учні мають сформувати розуміння того, як виникає індукційна напруга.
Завдання
Слід продемонструвати, що за допомогою постійного магніту можна одержувати індукційну напругу, і які умови впливають на її величину.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Магнітна демонстраційна дошка PHYWE зі штативом, демо з фізики | 02150-00 | 1 |
| 2 | З'єднувальний, прямий, модуль DB | 09401-01 | 2 |
| 3 | З'єднувальний, кутовий, модуль DB | 09401-02 | 4 |
| 4 | З'єднувальний, розімкнутий, модуль DB | 09401-04 | 1 |
| 5 | Котушка 400 витків, модуль DB | 09472-01 | 1 |
| 6 | Котушка 1600 витків, модуль DB | 09472-02 | 1 |
| 7 | Магніт, стрижневий, d = 18 мм, l = 70 мм, полюси кольорові | 06318-00 | 1 |
| 8 | З'єднувальний провід, 32 А, 1000 мм, червоний, експериментальний кабель, штекер 4 мм | 07363-01 | 1 |
| 9 | З'єднувальний провід, 32 А, 1000 мм, синій, експериментальний кабель, штекер 4 мм | 07363-04 | 1 |
| 10 | Демонстраційний універсальний вимірювальний прилад, ADM3 | 13840-00 | 1 |
| 11 | Струбцина | 02014-00 | 2 |
Складання та виконання
Складання
- Збери дослід відповідно до рисунка.
- Вибери діапазон вимірювання .
Виконання (1/2)
Схема кола
Виконуй наведені нижче кроки досліду один за одним і щоразу спостерігай за відхиленням стрілки вольтметра (гальванометра). Заноси свої спостереження в таблицю.
Вказівка: Рухи в кроках з 1 до 4, а також у кроці 8 мають відбуватися по змозі з однаковою швидкістю.
Вводити магніт у котушку північним полюсом уперед
Виводити магніт назад із котушки
Вводити магніт у котушку південним полюсом уперед
Виводити магніт назад із котушки
Виконання (2/2)
Схема кола
5. Швидше вводити магніт у котушку і виводити його з неї
6. Залишити магніт нерухомим у котушці
7. Обертання магніту в котушці навколо поздовжньої осі
8. Замінити котушку на 400 витків котушкою на 1600 витків і діяти так, як у кроках 1 і 2
Спостереження та опрацювання результатів
Спостереження
|
Опрацювання результатів
З результатів кроків з 1 до 6 випливає, що напруга виникає доти, доки магніт і котушка рухаються один відносно одного.
Але, як показує крок 7, рух має відбуватися так, щоб при цьому змінювалося магнітне поле, яке охоплює котушка.
Отже, справджується: у котушці індукується напруга доти, доки змінюється магнітне поле, охоплене котушкою.
Напрямок індукованої напруги залежить від того, чи рухається магніт у котушку, чи з неї, і який полюс магніту при цьому обернений до котушки. Індукційна напруга тим більша, чим швидше відбувається рух і чим більша кількість витків індукційної котушки.
Завдяки індукції механічна енергія перетворюється на електричну. На ній ґрунтується принцип дії генератора. Цей процес називають електрогустиною магнітного потоку.