Магнитное поле катушки с током. Электромагниты

В этой теме учащиеся неявно знакомятся с таким важным свойством магнитного поля, как принцип суперпозиции полей. Как известно, он состоит в том, что при наличии нескольких источников поля (например, нескольких проводников с током) магнитное поле в любой точке пространства определяется сложением (векторным) отдельных полей. Это справедливо и для электрического поля.

Повторяют опыт Эрстеда с линейным проводником и показывают усиление действия магнитного поля на магнитную стрелку при увеличении силы тока. Сообщают учащимся, что на практике удается значительно усилить действие магнитного поля в какой-либо точке пространства, используя не прямые проводники с током, а проволочные катушки.

Сначала рассматривают простейший случай: один виток с током (круговой ток). Демонстрируют действие на магнитную стрелку поля кругового тока (используется виток провода диаметром 15 см, располагая его в плоскости меридиана, а магнитную стрелку — в центре витка). Свернув несколько витков провода в катушку и скрепив ее изолентой, демонстрируют усиление магнитного действия. Предлагают учащимся объяснить результат опыта. Ответ: при одной и той же силе тока магнитное поле катушки с током из нескольких витков оказывается значительно сильнее магнитного поля одного витка катушки, благодаря тому, что магнитные поля отдельных витков суммируются.

Магнитное действие катушки с током можно еще более усилить, используя железный сердечник, что подтверждают опытом по сравнению действий на магнитную стрелку магнитного поля катушки с током без железного сердечника и с железным сердечником внутри.

Сообщают, что такая катушка с железным сердечником представляет собой простейший электромагнит.

Приводят примеры применения электромагнитов: в подъемных кранах (желательно показать модель крана, собранного из деталей детского «Конструктора» для сборки механических моделей); в двигателях; в генераторах тока; в ускорителях заряженных частиц и др. Наибольшие по размерам магниты применяются в ускорителях заряженных частиц (кольцевые электромагниты диаметром в несколько сот метров; например, ускоритель в Серпухове имеет электромагнит диаметром 472 м).

Устройство и принцип действия электромагнитного реле можно изучить на простейшей установке, основную часть которой составляет школьный электромагнит 1 (рис. 4). Якорь 2 электромагнита привязывают к стальной линейке или ножовочному полотну 3. При включении обмотки электромагнита в цепь последний притягивает якорь и замыкает контакты 4, включая тем самым электродвигатель или другую нагрузку.

Программой предусмотрено выполнение лабораторной работы по сборке и испытанию электромагнита. В порядке индивидуальных заданий желающим учащимся можно предложить работы по сборке электромагнитного реле.

Рисунок 4

Материалы по педагогике:

Работоспособность младших школьников
Работоспособность – это способность человека развить максимум энергии и, экономно расходуя её, достичь поставленной цели при качественном выполнении умственной или физической работы. Это обеспечивается оптимальным состоянием различных физиологических систем организма при их синхронной, скоординиров ...

Социальная педагогика как отрасль знания, предмет и прикладные задачи социальной педагогики
Существуют различные определения социальной педагогики. Вот некоторые из них: "Социальная педагогика - это научная дисциплина, раскрывающая социальную функцию общей педагогики и исследующая воспитательный процесс во всех возрастных группах". (Х. Мискес). "Смысл социальной педагогики ...

Поведение как психологическая категория
Основной задачей данного раздела является определение понятия «отклоняющееся поведение личности». Определить понятие - значит раскрыть его содержание через род - подведение определяемого понятия под более широкое по объёму родовое понятие. Отклоняющееся поведение - это прежде всего некая форма пове ...