Prezentācija par elektromagnētiskās indukcijas fenomena, magnētiskās plūsmas atklāšanu. Elektromagnētiskās indukcijas fenomens. Lenca likums. "Elektromagnētiskā indukcija"

1. slaids

2. slaids

3. slaids

4. slaids

5. slaids

6. slaids

7. slaids

8. slaids

9. slaids

Elektromagnētiskās indukcijas fenomens.

Elektromagnētiskās indukcijas parādība ir tāda, ka tad, kad magnētiskā plūsma mainās caur slēgtu ķēdi, tajā rodas elektriskā strāva.

1. Samontējiet instalāciju un iegūstiet inducēto strāvu.

2. Atbildiet uz jautājumiem:

• Kas nosaka indukcijas strāvas virzienu?
• Kā izmaiņas magnētiskajā plūsmā caur spoli ietekmē inducētās strāvas lielumu?

a) par magnētiskās plūsmas izmaiņu lielumu;

b) par magnētiskā lauka indukcijas līniju virzienu.

Indukcijas strāvas lielums ir atkarīgs no magnētiskās plūsmas maiņas ātruma.

Pašindukcija.

L - induktivitāte, H(henrijs )

Indukcijas strāvas parādīšanās elektriskā ķēdē, kad

strāvas stipruma izmaiņas.

Elektromagnētiskās indukcijas fenomena pielietojums.

To sildīšanai izmanto indukcijas strāvas, kas rodas vadītājos. Metālu kausēšanas elektrisko krāšņu projektēšana ir balstīta uz šo principu. Tas pats efekts tiek izmantots sadzīves mikroviļņu krāsnīs.

Šīs indukcijas strāvas sauc par Fuko strāvām.

Transformators ir ierīce sprieguma pārveidošanai.

1878. gads Jabločkovs P.N. I.F.Usagins.

Lai samazinātu enerģijas zudumus,

ko izraisa Fuko strāvas transformatora kodolā, serde ir laminēta,

izgatavoti no plānām plāksnēm, kas izolētas viena no otras.

K = N 1 / N 2 – koeficients

transformācija

Metāla detektors

Metāla priekšmetu noteikšanai tiek izmantoti speciāli detektori. Piemēram, lidostās metāla detektors atklāj inducēto strāvu laukus metāla priekšmetos.

Raidošās spoles strāvas I 0 radītais magnētiskais lauks B 0 inducē metāla priekšmetos strāvas, kas novērš magnētiskās plūsmas izmaiņas. Savukārt šo strāvu magnētiskais lauks B ' inducē strāvu I ' uztvērēja spolē, izraisot trauksmes signālu.

Indukcijas elektromehāniskais maiņstrāvas ģenerators.

Augstāko maiņstrāvas vērtību ierobežo induktivitāte, t.i., jo lielāka ir sprieguma induktivitāte un frekvence, jo zemāka būs strāvas vērtība. Maiņstrāva plaši izmanto sakaru ierīcēs (radio, televīzija, tālsatiksmes vadu telefonija utt.).

Prezentācija par tēmu "Elektromagnētiskā indukcija. Faradeja eksperimenti" fizikā powerpoint formātā. Šī prezentācija skolēniem stāsta, kā tika atklāts elektromagnētiskās indukcijas fenomens, kas ir šī parādība un kādi likumi tai ir. Auto prezentācija: skolotāja Popova I.A.

Fragmenti no prezentācijas

Elektromagnētiskās indukcijas fenomena atklāšana

Elektromagnētiskās indukcijas fenomenu atklāja izcilais angļu fiziķis M. Faradejs 1831. gadā. Tas sastāv no elektriskās strāvas rašanās slēgtā vadošā ķēdē, kad magnētiskā plūsma, kas iekļūst ķēdē, laika gaitā mainās.

Elektromagnētiskās indukcijas fenomens

sastāv no elektriskās strāvas rašanās slēgtā vadošā ķēdē, kad magnētiskā plūsma, kas iekļūst ķēdē, laika gaitā mainās.

Magnētiskā plūsma

• Magnētiskā plūsma Φ caur ķēdes laukumu S ir daudzums
• Φ = B S cos α
• kur B ir magnētiskās indukcijas vektora lielums,
• α – leņķis starp vektoru un normālu pret kontūras plakni
• Magnētiskās plūsmas SI vienību sauc par Weberu (Wb)

Faradeja elektromagnētiskās indukcijas likums

• Lenca noteikums:
• Mainoties magnētiskajai plūsmai vadošā ķēdē, rodas inducētais emf Eind, kas vienāds ar magnētiskās plūsmas izmaiņu ātrumu caur ķēdes norobežoto virsmu, kas ņemta ar mīnusa zīmi:

Slēgtā ķēdē iekļūstošās magnētiskās plūsmas izmaiņas var notikt divu iemeslu dēļ:

• Magnētiskā plūsma mainās ķēdes vai tās daļu kustības dēļ laika nemainīgā magnētiskajā laukā.
• Magnētiskā lauka laika maiņa ar stacionāru ķēdi.

secinājumus

Elektromagnētiskās indukcijas parādība tiek novērota šādos gadījumos:

• magnēta kustība attiecībā pret spoli (vai otrādi);
• spoļu kustība viena pret otru;
• mainot strāvas stiprumu pirmās spoles ķēdē (izmantojot reostatu vai aizverot un atverot slēdzi);
• ķēdes rotācija magnētiskajā laukā;
• magnēta rotācija ķēdes iekšpusē.

Atpakaļ uz priekšu

Uzmanību! Slaidu priekšskatījumi ir paredzēti tikai informatīviem nolūkiem, un tie var neatspoguļot visas prezentācijas funkcijas. Ja jūs interesē šis darbs, lūdzu, lejupielādējiet pilno versiju.

Nodarbības mērķi:

• Izglītojoši– atklāt elektromagnētiskās indukcijas fenomena būtību; Izskaidrojiet studentiem Lenca likumu un iemāciet tos izmantot, lai noteiktu indukcijas strāvas virzienu; izskaidrot elektromagnētiskās indukcijas likumu; iemācīt skolēniem aprēķināt inducēto emf vienkāršākajos gadījumos.
• Attīstošs– attīstīt skolēnu izziņas interesi, spēju domāt loģiski un vispārināt. Attīstīt mācīšanās motīvus un interesi par fiziku. Attīstīt spēju saskatīt saikni starp fiziku un praksi.
• Izglītojoši– audzināt studentu darba mīlestību, prasmi strādāt grupās. Veicināt publiskās uzstāšanās kultūru.

Aprīkojums:

• Mācību grāmata “Fizika - 11” G.Ja.Mjakiševs, B.B.Buhovcevs, V.M.Čarugins.
• G.N. Stepanova.
• "Fizika - 11". Mācību grāmatas nodarbību plāni G.Ja.Mjakiševa, B.B.Buhovceva. autors - sastādītājs G.V. Markina.
• Dators un projektors.
• Materiāls "Uzskates līdzekļu bibliotēka".
• Prezentācija nodarbībai.

Nodarbības plāns:

NODARBĪBU LAIKĀ

I. Organizatoriskais moments

1. Elektrisko un magnētisko lauku ģenerē vieni un tie paši avoti – elektriskie lādiņi. Tāpēc mēs varam pieņemt, ka starp šiem laukiem pastāv noteikta saikne. Šis pieņēmums guva eksperimentālu apstiprinājumu 1831. gadā izcilā angļu fiziķa M. Faradeja eksperimentos, kuros viņš atklāja elektromagnētiskās indukcijas fenomenu. (1. slaids) .

Epigrāfs:

"Fluke
krīt tikai uz vienu akciju
sagatavots prāts."

L. Pasternaks

2. Īss vēsturisks M. Faradeja dzīves un daiļrades skice. (Skolēna ziņa). (2., 3. slaids).

II. Maiņstrāvas magnētiskā lauka izraisīto parādību 1831. gadā pirmo reizi novēroja M. Faradejs. Viņš atrisināja problēmu: vai magnētiskais lauks var izraisīt elektriskās strāvas parādīšanos vadītājā? (4. slaids).

Elektriskā strāva, sprieda M. Faradejs, var magnetizēt dzelzs gabalu. Vai magnēts savukārt nevarētu izraisīt elektrisko strāvu? Ilgu laiku šo savienojumu nevarēja atklāt. Grūti bija izdomāt galveno, proti: kustīgs magnēts vai mainīgs magnētiskais lauks var ierosināt elektrisko strāvu spolē. (5. slaids).
(skatieties video “Elektromagnētiskās indukcijas piemēri”). (6. slaids).

Jautājumi:

1. Kas, jūsuprāt, izraisa elektriskās strāvas plūsmu spolē?
2. Kāpēc pašreizējais bija īslaicīgs?
3. Kāpēc nav strāvas, kad magnēts atrodas spoles iekšpusē (1. attēls), kad reostata slīdnis nekustas (2. attēls), kad viena spole pārstāj kustēties attiecībā pret otru?

Secinājums: strāva parādās, mainoties magnētiskajam laukam.

Elektromagnētiskās indukcijas fenomens sastāv no elektriskās strāvas iestāšanās vadošā ķēdē, kas atrodas miera stāvoklī laika mainīgā magnētiskajā laukā vai pārvietojas nemainīgā magnētiskajā laukā tā, ka magnētiskās indukcijas līniju skaits iekļūst ķēdes izmaiņas.
Mainīga magnētiskā lauka gadījumā tā galvenais raksturlielums B - magnētiskās indukcijas vektors var mainīties lielumā un virzienā. Bet elektromagnētiskās indukcijas parādība tiek novērota arī magnētiskajā laukā ar konstanti B.

Jautājums: Kas mainās?

Magnētiskā lauka caururbtais laukums mainās, t.i. mainās spēka līniju skaits, kas iekļūst šajā zonā.

Lai raksturotu magnētisko lauku telpas reģionā, tiek ieviests fizisks lielums - magnētiskā plūsma - F(7. slaids).

Magnētiskā plūsma F caur virsmas laukumu S sauc lielumu, kas vienāds ar magnētiskās indukcijas vektora lieluma reizinājumu IN Uz laukumu S un leņķa kosinuss starp vektoriem IN Un n.

Ф = ВS cos

Darbs V cos = V n apzīmē magnētiskās indukcijas vektora projekciju uz normālu n uz kontūras plakni. Tāpēc Ф = В n S.

Magnētiskās plūsmas mērvienība – Wb(Vēbers).

1 Webera (Wb) magnētisko plūsmu rada vienmērīgs magnētiskais lauks ar 1 T indukciju caur virsmu ar laukumu 1 m 2, kas atrodas perpendikulāri magnētiskās indukcijas vektoram.
Galvenais elektromagnētiskās indukcijas fenomenā ir elektriskā lauka ģenerēšana ar mainīgu magnētisko lauku. Slēgtā spolē rodas strāva, kas ļauj reģistrēt parādību (1. attēls).
Iegūtā viena vai otra virziena inducētā strāva kaut kādā veidā mijiedarbojas ar magnētu. Spole, kurai caur to iet strāva, ir kā magnēts ar diviem poliem – ziemeļiem un dienvidiem. Indukcijas strāvas virziens nosaka, kurš spoles gals darbojas kā ziemeļpols. Balstoties uz enerģijas nezūdamības likumu, varam paredzēt, kādos gadījumos spole magnētu pievilks un kādos atvairīs.
Ja magnēts tiek pietuvināts spolei, šajā virzienā parādās inducēta strāva; magnēts obligāti tiek atgrūsts. Lai tuvinātu magnētu un spoli, ir jāveic pozitīvs darbs. Spole kļūst kā magnēts, un tā tāda paša nosaukuma pols ir vērsts pret magnētu, kas tai tuvojas. Kā stabi viens otru atgrūž. Noņemot magnētu, tas ir pretējs.

Pirmajā gadījumā magnētiskā plūsma palielinās (5. attēls), bet otrajā - samazinās. Turklāt pirmajā gadījumā spolē radušās indukcijas strāvas radītā magnētiskā lauka indukcijas līnijas B/ iznāk no spoles augšējā gala, jo spole atgrūž magnētu, un otrajā gadījumā tie nonāk šajā galā. Šīs līnijas attēlā ir parādītas tumšākās krāsās. Pirmajā gadījumā spole ar strāvu ir līdzīga magnētam, kura ziemeļpols atrodas augšpusē, bet otrajā - apakšā.
Līdzīgus secinājumus var izdarīt, izmantojot attēlā parādīto eksperimentu (6. attēls).

(Skatīt fragmentu “Lenca likums”)

Secinājums: Inducētā strāva, kas rodas slēgtā ķēdē ar tās magnētisko lauku, neitralizē tās izraisītās magnētiskās plūsmas izmaiņas. (8. slaids).

Lenca likums. Inducētajai strāvai vienmēr ir virziens, kurā notiek pretdarbība cēloņiem, kas to izraisīja.

Algoritms indukcijas strāvas virziena noteikšanai. (9. slaids)

1. Nosakiet ārējā lauka B indukcijas līniju virzienu (tās atstāj N un ieiet S).
2. Nosakiet, vai magnētiskā plūsma caur ķēdi palielinās vai samazinās (ja magnēts iekustas gredzenā, tad ∆Ф>0, ja izkustas, tad ∆Ф<0).
3. Noteikt inducētās strāvas radītā magnētiskā lauka B′ indukcijas līniju virzienu (ja ∆Ф>0, tad līnijas B un B′ ir vērstas pretējos virzienos; ja ∆Ф<0, то линии В и В′ сонаправлены).
4. Izmantojot karkasa likumu (labā roka), nosakiet indukcijas strāvas virzienu.
Faradeja eksperimenti parādīja, ka inducētās strāvas stiprums vadošā ķēdē ir proporcionāls magnētiskās indukcijas līniju skaita izmaiņu ātrumam, kas iekļūst virsmā, ko ierobežo šī ķēde. (10. slaids).
Ikreiz, kad notiek izmaiņas magnētiskajā plūsmā caur vadošu ķēdi, šajā ķēdē rodas elektriskā strāva.
Inducētais emf slēgtā cilpā ir vienāds ar magnētiskās plūsmas izmaiņu ātrumu šīs cilpas ierobežotajā zonā.
Strāvai ķēdē ir pozitīvs virziens, jo ārējā magnētiskā plūsma samazinās.

(Skatīt fragmentu “Elektromagnētiskās indukcijas likums”)

(11. slaids).

Elektromagnētiskās indukcijas EMF slēgtā cilpā ir skaitliski vienāds un pēc zīmes ir pretējs magnētiskās plūsmas izmaiņu ātrumam caur virsmu, ko ierobežo šī cilpa.

Elektromagnētiskās indukcijas atklāšana sniedza būtisku ieguldījumu tehniskajā revolūcijā un kalpoja par pamatu mūsdienu elektrotehnikai. (12. slaids).

III. Apgūtā nostiprināšana

1819, 1821(1.3.5) uzdevumu risināšana

(Uzdevumu krājums fizikā 10-11. G.N. Stepanova).

IV. Mājasdarbs:

§8 - 11 (mācīt), R. Nr. 902 (b, d, f), Nr. 911 (rakstīts burtnīcās)

Bibliogrāfija:

1. Mācību grāmata “Fizika – 11” G.Ja.Mjakiševs, B.B.Buhovcevs, V.M.Čarugins.
2. Fizikas uzdevumu krājums 10.-11. G.N. Stepanova.
3. "Fizika - 11". Mācību grāmatas nodarbību plāni G.Ja.Mjakiševa, B.B.Buhovceva. autors-sastādītājs G.V. Markina.
4. V/m un video materiāli. Skolas fizikas eksperiments “Elektromagnētiskā indukcija” (sadaļas “Elektromagnētiskās indukcijas piemēri”, “Lenca likums”, “Elektromagnētiskās indukcijas likums”).
5. Fizikas uzdevumu krājums 10.-11. A.P.Rimkevičs.

Elektromagnētiskās indukcijas fenomens

"Laimīgi negadījumi nāk tikai vienai sagatavotā prāta daļai."

L. Pasternaks

Dāņu zinātnieka Oersteda pieredze

1820. gads

1777-1851

Maikls Faradejs

1791 - 1867, angļu fiziķis,

Sanktpēterburgas goda biedrs

Zinātņu akadēmija (1830),

Elektromagnētiskā lauka doktrīnas pamatlicējs; ieviesa jēdzienus “elektriskais” un “magnētiskais lauks”;

izteica eksistences ideju

elektromagnētiskie viļņi .

1821 gads: "Pārvērst magnētismu elektrībā."

1931 gadā – saņēma elektrisko strāvu, izmantojot magnētisko lauku

"Elektromagnētiskā indukcija" -

Latīņu vārds nozīmē " norādījumi"

M. Faradeja eksperiments

“Uz platas koka spoles tika uzvilkta vara stieple 203 pēdas garumā, un starp tās pagriezieniem uztīts tāda paša garuma stieple, kas no pirmās izolēta ar kokvilnas diegu.

Viena no šīm spirālēm bija savienota ar galvanometru, otra ar spēcīgu akumulatoru...

Kad ķēde tika slēgta, galvanometram tika novērota pēkšņa, bet ārkārtīgi vāja darbība, un tas pats efekts tika novērots, kad strāva tika apturēta.

Nepārtraukti plūstot strāvai caur vienu no spirālēm, nebija iespējams noteikt galvanometra adatas novirzes ... "

Ko mēs redzam?

Secinājums no pieredzes :

• Tiek saukta strāva, kas rodas spolē (slēgtā ķēde).

indukcija.

• Atšķirība starp iegūto strāvu un to, ko mēs iepriekš zinājām, ir tāda lai to saņemtu nav nepieciešams strāvas avots.

Faradeja vispārīgais secinājums

Indukcijas strāva slēgtā kontūrā rodas, kad magnētiskā plūsma mainās caur cilpas ierobežoto laukumu.

Elektromagnētiskā indukcija ir fiziska parādība, kas sastāv no elektriskās strāvas iestāšanās vadošā ķēdē, kas atrodas miera stāvoklī laika mainīgā magnētiskajā laukā vai pārvietojas pastāvīgā magnētiskajā laukā tā, ka magnētiskās indukcijas līniju skaits iekļūst ķēdes izmaiņas.

Strāvu, kas rodas, sauc indukcija .

Kāds ir notikuma iemesls inducētā strāva spolē?

Apsveriet magnētu:

Ko jūs varat teikt par magnētu?

Kad spoles slēgtajā ķēdē ievadām magnētu, Kas viņam mainās?

Kā noteikt indukcijas strāvas virzienu?

Mēs redzam, ka šajos eksperimentos indukcijas strāvas virziens ir atšķirīgs.

Balstoties uz enerģijas nezūdamības likumu, krievu zinātnieks Lencs piedāvāja noteikums , kas nosaka indukcijas strāvas virzienu.

Krievu fiziķis Emīls Lencs

1804-1865

1. Nosakiet ārējā lauka B indukcijas līniju virzienu (kas nāk no N un ir iekļauti S ).

2. Nosakiet, vai magnētiskā plūsma caur ķēdi palielinās vai samazinās (ja magnēts iekustas gredzenā, tad ∆Ф 0, ja pagarināts, tad ∆Ф 0).

3. Noteikt indukcijas strāvas radītā magnētiskā lauka B′ indukcijas līniju virzienu (ja ∆Ф 0, tad taisnes B un B′ ir vērstas pretējos virzienos; ja ∆Ф 0, tad līnijas B un B′ ir līdzvirziena).

4. Izmantojot karkasa likumu (labā roka), nosakiet indukcijas strāvas virzienu.

∆ F

raksturīgas pārmaiņas

magnētiskās indukcijas B līniju skaits,

caurstrāvo kontūru

Matemātiskā formula elektromagnētiskās indukcijas likumam

ε =  - ΔΦ/Δ t 

ΔΦ/Δ t - magnētiskās plūsmas maiņas ātrums (vienības Wb/s )

Inducētā emf slēgtā cilpā ir vienāda ar magnētiskās plūsmas izmaiņu ātrumu caur virsmu, ko ierobežo cilpa.

Elektromagnētiskais likums indukcija

Elektromagnētiskās indukcijas EMF slēgtā cilpā ir skaitliski vienāds un pēc zīmes ir pretējs magnētiskās plūsmas izmaiņu ātrumam caur virsmu, ko ierobežo šī cilpa.

Strāvai ķēdē ir pozitīvs virziens, jo ārējā magnētiskā plūsma samazinās.

Datora cietais disks.

Elektromagnētiskā indukcija mūsdienu pasaulē

Video ierakstītājs.

Policista detektors.

Metāla detektors lidostās

Magnētiskās levitācijas vilciens

Rāda video par elektromagnētiskās indukcijas fenomena pielietojumu: metāla detektors, informācijas ierakstīšana magnētiskajos nesējos un nolasīšana no tiem - disks “Fizikas 7.-11.kl. Uzskates līdzekļu bibliotēka" Izglītības kompleksi.