Загальна інформація
Застосування
У потягах застосовують вихрострумові гальма. Гальмівну силу створюють магнітні поля.
Закон Ленца названий на честь петербурзького професора Гайнріха Фрідріха Емілія ЛЕНЦА (1804 - 1865). Після того як Фарадей відкрив індукцію, Ленц провів низку важливих дослідів у галузі індукції. Правило Ленца дає змогу передбачити напрям індукційного струму, що виникає, і при цьому не доводиться щоразу розглядати дослід у подробицях. Воно каже, що індукційний струм завжди напрямлений так, що протидіє своїй причині. Правило Ленца потрібне для багатьох технічних застосувань. Приклад цього - вихрострумове гальмо в потягах або вантажівках.
Інша інформація (1/3)
Попередні знання
Потрібні базові знання про прості електричні кола та про магнетизм (сили між магнітами, магнітні полюси, магнітні поля тощо).
Принцип
Індукційний струм завжди напрямлений так, що протидіє своїй причині (закон Ленца).
Інша інформація (2/3)
Навчальна мета
Учні мають набути розуміння того, як виникає напруга індукції, і опрацювати при цьому поняття правила Ленца.
Завдання
За допомогою провідникової гойдалки, яку рухають у полі постійного магніту, треба опрацювати закон Ленца.
Інша інформація (3/3)
Радимо разом із послідовністю кроків досліду розробляти й розміщені поруч рисунки. Запропоновані напрями струму й руху узгоджені саме з ними. Так створено й добрі передумови для того, щоб увести правило U-V-W для визначення напряму індукційних струмів. При цьому означають:
U – Ursache - причина (рух горизонтальної частини провідникової гойдалки),
V – Vermittlung - посередник (напрям ліній магнітного поля) і
W – Wirkung - дія (напрям індукційного струму),
причому всі напрями утворюють між собою прямий кут.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Обладнання
Складання та виконання
Складання
Склади дослід відповідно до рисунка.
Затисни розподільну стійку в муфті на тримачі біля верхнього краю демонстраційної дошки і змонтуй провідникову гойдалку на розподільній стійці.
Приєднай з'єднувальні проводи так, щоб після замикання вимикача струм міг протікати горизонтальною частиною провідникової гойдалки в напрямі до дошки.
Закріпи магніт так, щоб його північний полюс був напрямлений униз.
Виконання (1/2)
Увімкни блок живлення, встанови напругу приблизно - і вибери обмеження струму .
Поясни учням очікуваний напрям струму, а також розміщення полюсів магніту.
Кілька разів ненадовго замкни електричне коло і спостерігай за провідниковою гойдалкою (1).
При розімкненому вимикачі зміни полярність напруги і знову кілька разів ненадовго замкни електричне коло. Спостерігай за провідниковою гойдалкою (2).
Віднови початкову полярність, ще раз ненадовго замкни електричне коло і запам'ятай очікуване відхилення провідникової гойдалки.
Виконання (2/2)
- При розімкненому вимикачі приєднай замість блока живлення прилад ADM3 і задай його полярність так, як перед тим було приєднано блок живлення. Встанови діапазон вимірювання 1-.
Замкни вимикач і кілька разів швидко посунь провідникову гойдалку праворуч. Спостерігай при цьому за відхиленням на ADM3 (3).
Кілька разів швидко посунь провідникову гойдалку ліворуч і спостерігай за ADM3 (4).
Спостереження та опрацювання результатів
Спостереження
- Доки струм тече провідниковою гойдалкою в напрямі до дошки, провідникова гойдалка відхиляється праворуч.
- Якщо струм тече від дошки вперед, то відхилення відбувається ліворуч.
- Якщо провідникову гойдалку рухати праворуч, то виникає індукційний струм, що тече від дошки вперед.
- Якщо рух відбувається ліворуч, то індукційний струм тече в напрямі до дошки.
Опрацювання результатів
Доки провідниковою гойдалкою тече електричний струм, на неї діє сила, що рухає її праворуч або ліворуч.
Якщо рухати провідникову гойдалку праворуч або ліворуч, то змінюється магнітне поле, яке вона охоплює, і виникає індукційний струм, напрям якого протилежний до напряму струму, що спричинив би відповідний рух.
Загалом справджується: індукційний струм завжди напрямлений так, що протидіє своїй причині (закон Ленца).
