Інформація для вчителів
Застосування
Схема досліду
Трансформатори вбудовані в багато електричних приладів. Щоб струм добре трансформувався, котушки не повинні бути надто далеко одна від одної, а ще важливе залізне осердя.
У цьому досліді вимірюють індуковану напругу залежно від відстані між котушками та залежно від наявності залізного осердя.
Інша інформація для вчителів (1/2)
Попередні знання
Попередні знання не потрібні.
Принцип
Коли крізь котушку тече змінний струм, він створює змінне магнітне поле, яке своєю чергою може індукувати струм в іншій котушці.
Інша інформація для вчителів (2/2)
Навчальна мета
Учні мають зрозуміти, як працює трансформатор.
Завдання
Досліди принцип роботи трансформатора із залізним осердям і без нього.
Теорія
Густина магнітного потоку B котушки дорівнює:
- це магнітна стала для вакууму, - магнітна проникність, яка залежить від матеріалу. описує густину витків. При змінному струмі, звісно, змінюється і магнітне поле. Зміна магнітного поля індукує струм у вторинній котушці.
Правило Ленца:
Інформація для учнів
Мотивація
Трансформатори вбудовані в багато електричних приладів. Щоб струм добре трансформувався, котушки не повинні бути надто далеко одна від одної, а ще важливе залізне осердя.
У цьому досліді вимірюють індуковану напругу залежно від відстані між котушками та залежно від наявності залізного осердя.
Трансформаторна підстанція
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість | 1 | PHYWE Блок живлення, універсальний, RiSU 2019 DC: 0...18 В, 0...5 А / AC: 2/4/6/8/10/12/15 В, 5 А | 13504-93 | 1 | 2 | Демонстраційний універсальний вимірювальний прилад, ADM3 | 13840-00 | 1 | 3 | Залізне осердя, I-подібне, шихтоване, L=300 мм | 06504-01 | 1 | 4 | Котушка, 600 витків | 06514-01 | 2 | 5 | Перемикач, однополюсний | 06005-00 | 1 | 6 | З'єднувальний провідник, 750 мм, червоний | 07362-01 | 1 | 7 | З'єднувальний провідник, 750 мм, синій | 07362-04 | 1 | 8 | З'єднувальний провід, 32 А, 750 мм, чорний, експериментальний кабель, штекер 4 мм | 07362-05 | 3 |
|---|
Складання
- Збери дослід відповідно до Рисунка 1.
- З'єднай у первинному колі послідовно блок живлення, перемикач і котушку (як первинну котушку).
- Вторинне коло складається лише з вторинної котушки і демонстраційного універсального вимірювального приладу.
Рис. 1
Виконання (1/2)
- Переведи демонстраційний універсальний вимірювальний прилад у режим змінної напруги і обери відповідний діапазон вимірювання (напр., 0...15 В~).
- Увімкни блок живлення і за замкненого перемикача підвищуй первинну напругу поступово, крок за кроком (напр., 6 В, 10 В і 15 В). Щоразу спостерігай за вторинною напругою.
- Обери первинну напругу і, відповідно до Рисунка 2, поступово збільшуй відстань між котушками: напр., кроками по 5 см приблизно до 20 см. На кожному кроці спостерігай за показом напруги на демонстраційному універсальному вимірювальному приладі.
Рис. 2
Виконання (2/2)
Рис. 3
- Тепер знову зсунь котушки до дотику. Розімкни перемикачі і вводь залізне осердя в обидві котушки, доки воно не опиниться приблизно посередині (див. Рис. 3). Замкни перемикачі і поспостерігай за вторинною напругою для різних первинних напруг.
- Наостанок ще раз, за первинної напруги , поступово збільшуй відстань між обома котушками, як і раніше (див. Рис. 4), і спостерігай за вторинною напругою.
Рис. 4
Протокол
Завдання (1/3)
Питання
Питання
Питання
Питання
Завдання (2/3)
Перетягни слова у правильні поля! Як показав дослід, ____ можна передавати без електричного ____ у вигляді дротів. Магнітна ____ поза котушкою швидко спадає.
Завдання (3/3)
Перетягни слова у правильні поля! Проте застосоване ____ має значно вищу магнітну ____ і, відповідно, значно вищу ____, яка підсилює магнітне поле і тим самим призводить до помітно більшої індукованої ____ у вторинній котушці, яку добре виявити навіть за більшої ____.