Zavojnica će se ispasti ako čvrsto, namotaj do zavojnice, namotate žicu u dovoljno dugu spiralu (Sl. 80)39. Zavojnica može imati nekoliko desetina, stotina ili čak hiljada zavoja. Zavojnica se još naziva i solenoidom.
Rice. 80. Zavojnica (solenoid)
Magnetno polje jednog okreta, kao što znamo, ne izgleda baš jednostavno. Polja pojedinačnih zavoja zavojnice su superponirana jedno na drugo, i čini se da bi rezultat trebao biti vrlo zbunjujuća slika. Međutim, to nije tako: polje dugačke zavojnice ima neočekivano jednostavnu strukturu (slika 81).
Rice. 81. Namotaj polja sa strujom
Na ovoj slici struja u zavojnici ide u smjeru suprotnom od kazaljke na satu kada se gleda slijeva (ovo će se dogoditi ako je, na slici 80, desni kraj zavojnice spojen na ¾plus¿ izvora struje, a lijevi kraj na ¾minus¿). Vidimo da magnetno polje zavojnice ima dva karakteristična svojstva.
1. Unutar zavojnice, daleko od njegovih rubova, magnetsko polje je jednolično: u svakoj tački vektor magnetske indukcije je isti po veličini i smjeru. Linije polja su paralelne prave; savijaju se samo blizu ivica zavojnice kada se ugase.
2. Izvan zavojnice, polje je blizu nule. Što je više zavoja u zavojnici, slabije je polje izvan njega.
Imajte na umu da beskonačno duga zavojnica uopće ne emituje polje: nema magnetnog polja izvan zavojnice. Unutar takvog namotaja, polje je svuda jednolično.
39 Slika sa en.wikipedia.org .
Zar te ne podsjeća ni na šta? Zavojnica je "magnetski" analog kondenzatora. Sjećate se da kondenzator stvara homogenu električno polje, čije su linije savijene samo blizu ivica ploča, a izvan kondenzatora, polje je blizu nule; kondenzator s beskonačnim pločama uopće ne oslobađa polje, a polje je ujednačeno svuda unutar njega.
A sada glavno zapažanje. Molimo uskladite uzorak linija magnetsko polje izvan zavojnice (slika 81) sa linijama polja magneta na slici 76. To je ista stvar, zar ne? A sada dolazimo do pitanja koje ste vjerovatno davno imali: ako se magnetsko polje generira strujama i djeluje na struje, koji je onda razlog za pojavu magnetnog polja u blizini stalnog magneta? Uostalom, čini se da ovaj magnet nije provodnik sa strujom!
17.7 Amperova hipoteza. Elementarne struje
U početku se smatralo da je interakcija magneta nastala zbog posebnih magnetnih naboja koncentrisanih na polovima. Ali, za razliku od elektriciteta, niko nije mogao izolovati magnetni naboj; jer, kao što smo već rekli, nije bilo moguće dobiti odvojeno sjeverno i Južni pol magnetni polovi su uvijek prisutni u magnetu u parovima.
Sumnje u vezi sa magnetnim nabojima pojačalo je iskustvo Oersteda, kada se pokazalo da magnetno polje stvara električna struja. Štaviše, pokazalo se da je za bilo koji magnet moguće odabrati provodnik sa strujom odgovarajuće konfiguracije, tako da se polje ovog vodiča poklapa sa poljem magneta.
Amper je iznio hrabru hipotezu. Nema magnetnih naboja. Djelovanje magneta se objašnjava zatvorenim električnim strujama unutar njega.
Koje su to struje? Ove elementarne struje kruže unutar atoma i molekula; oni su povezani sa kretanjem elektrona u atomskim orbitama. Magnetno polje bilo kojeg tijela sastoji se od magnetnih polja ovih elementarnih struja.
Elementarne struje mogu biti nasumično locirane jedna u odnosu na drugu. Tada se njihova polja međusobno poništavaju, a tijelo ne pokazuje magnetska svojstva.
Ali ako su elementarne struje koordinirane, onda se njihova polja, zbrajajući, međusobno pojačavaju. Tijelo postaje magnet (slika 82; magnetsko polje će biti usmjereno prema nama; sjeverni pol magneta također će biti usmjeren prema nama).
Rice. 82. Elementarne struje magneta
Amperova hipoteza o elementarnim strujama razjasnila je svojstva magneta. Zagrijavanje i potresanje magneta uništavaju raspored njegovih elementarnih struja, a magnetska svojstva slabe. Nerazdvojivost polova magneta postala je očigledna: na mestu gde je magnet presečen, dobijamo iste elementarne struje na krajevima. Sposobnost tijela da se magnetizira u magnetskom polju objašnjava se koordinisanim poravnanjem elementarnih struja, koje se pravilno "okreću" (o rotaciji kružne struje u magnetskom polju pročitajte u sljedećem listu).
Pokazalo se da je Amperova hipoteza bila poštena dalji razvoj fizike. Koncept elementarnih struja postao je sastavni dio teorije atoma, razvijene već u dvadesetom vijeku, skoro stotinu godina nakon Amperove briljantne pretpostavke.
Tema: Magnetno polje zavojnice sa strujom. Elektromagneti i njihova primjena.
Svrha lekcije: Formiranje koncepta magnetskog polja zavojnice sa strujom, o elektromagnetima i njihovoj primjeni, za istraživanje ovisnosti magnetskih sila zavojnice sa strujom od broja zavoja zavojnice, struje u zavojnici i prisustvo gvozdenog jezgra u zavojnici. Razvijanje sposobnosti učenika za analizu, donošenje zaključaka. Sticanje istraživačkih vještina od strane studenata pri radu sa opremom. Formiranje spoznajnosti svijeta, značaj proučavanog materijala.
Vrsta lekcije: kombinovano (koristeći ICT)
Nastavne metode: eksplanatorno i ilustrativno, djelimično istraživačko.
Oblici organizacije kognitivne aktivnosti:
Frontalni razgovor u svim fazama časa
Parna soba tokom eksperimenata
Individualno prilikom izvođenja testa.
edukativni:
Naučite raditi u grupama.
Naučite eksperimentirati s uređajima.
obrazovne:
Naučite da istaknete ono glavno, bitno.
Naučiti upoređivati proučavane činjenice, logično izražavati misli.
Načini implementacije metoda:
Intonacijsko isticanje od strane nastavnika bitnih tačaka izlaganja
Odgovori na pitanja
Prikaz video zapisa sa multimedijalnom opremom
Demonstracija eksperimenata
Rad sa ilustrativnim materijalom
Samostalan rad sa udžbenikom
Istraživački rad studenata
Oprema za nastavu: kompjuter, prezentacija "Elektromagneti", izvor jednosmerna struja, kalem transformatora, jezgro, magnetna igla, gvozdene opiljke, karanfili, oštrica na konac.
Oprema za laboratorijske radove: sklopivi elektromagnet sa dijelovima (predviđen za frontalni laboratorijski rad na elektricitetu i magnetizmu), izvor struje, reostat, ključ, spojne žice, kompas.
Demo snimke:
1) dejstvo solenoida (namotaja bez jezgra), kroz koji teče jednosmerna struja, na magnetnu iglu;
djelovanje solenoida (zavojnice sa jezgrom), kroz koje teče jednosmjerna struja, na magnetsku iglu;
načini za promjenu magnetnog polja zavojnice strujom.
Tokom nastave:
Organiziranje vremena
Momci! Želim da počnem današnju lekciju sa latinskim aforizmom: "Talenat vidi način da riješi poznate probleme, genije rješava probleme koje njegovi savremenici ne vide." Danas ćemo naučiti da budemo talentovani, a neko će možda pokazati genijalnost. U prošloj lekciji počeli smo proučavati novi oblik materije – magnetsko polje.
Danas ćemo nastaviti naše upoznavanje sa njim. Mislim da će svako od vas otkriti nove misterije i misterije magnetskog polja i zajedno ćemo pokušati da ih razumemo.
Ali prvo, hajde da provjerimo kako ste razumjeli materijal prošle lekcije - vodit ćemo fizički diktat. Na stolovima imate kartice. Trebate dopuniti rečenice:
Ažuriranje osnovnih znanja(6 min).
Papirologija "Nastavi ponudu"
Supstance koje privlače gvozdene predmete nazivaju se... (magneti).
Interakcija provodnika sa strujom i magnetnom iglom
prvi otkrio danski naučnik... (Oersted).
Između vodiča sa strujom nastaju sile interakcije koje se nazivaju ... (magnetni).
Mesta u magnetu na kojima je magnetni efekat najjači nazivaju se... (magnetni stubovi).
Oko provodnika sa električnom strujom postoji ...
(magnetsko polje).
Izvor magnetnog polja je ...(pokretno punjenje).
Linije duž kojih se nalaze osi u magnetskom polju
male magnetne igle se nazivaju ...(mag sileniti)
Magnetno polje oko provodnika sa strujom može se detektovati, na primjer, ... (pomoću magnetne igle ili sakorišćenjem gvozdenih strugotina).
Magnetno polje se razlikuje od električnog po tome što postoji oko ... (pokretnih naboja)
Magnetno polje jednosmerna struja predstavlja ... (zatvorene koncentrične linije)
Peer review u parovima na slajdovima, ocjenjivanje.
Prezentacija novog materijala.
U prošloj lekciji smo se upoznali sa magnetnim poljem pravog vodiča i naučili da oko svakog vodiča sa strujom postoji nevidljivo, ali stvarno magnetno polje. Shvatili smo kako da otkrijemo ovu nevidljivost. Postoje 2 načina: korištenjem željeznih strugotina i korištenjem magnetnih igala. A sada idemo dalje. U ovoj lekciji ćemo istražiti magnetsko polje zavojnice sa strujom. I hajde da se upoznamo sa elektromagnetom.
Tema : Magnetno polje zavojnice sa strujom. Elektromagneti i njihova primjena.
Da biste dobili zavojnicu, morate uzeti izolirani provodnik i namotati ovaj provodnik oko okvira.
Vidite, molim vas, ovdje je zavojnica, a ova zavojnica sadrži veliki broj okreta bakrene žice. Imajte na umu da su ove žice namotane na plastični okvir, a ova žica ima dva vodiča. Evo jednog zaključka, i to ovog zaključka.
Proučavanje magnetnog polja zavojnice izvršila su dva francuska naučnika - ovo je, naravno, Amper, o kojem smo govorili, i još jedan vrlo poznati, poznati naučnik Arago. Kada su sproveli istraživanje magnetnog polja zavojnice, otkrili su da je ovo polje potpuno isto kao i magnetsko polje stalnog magneta.
U čemu se to izražavalo?
To je bilo izraženo na sljedeći način.
EKSPERIMENT 1 Privlačenje malih željeznih predmeta pomoću zavojnice sa strujom(elektromagnetna zavojnica, baterija, ključ, mali gvozdeni predmeti)
Drugo, zavojnica kroz koju je tekla električna struja imala je izraženi sjeverni i južni magnetni pol. Kako to definisati? (slušam predloge dece)
EKSPERIMENT 2 Magnetna igla u magnetnom polju zavojnice(Zavojnica iz transformatora 220V, DC izvor 5-10V, magnetna igla (Sl. 12))
Ovo je također utvrđeno pomoću magnetne igle. Kada je magnetna igla dovedena do zavojnice, ispostavilo se da se oko ove zavojnice formiralo magnetno polje, koje je tačno odgovaralo istom magnetnom polju kao i permanentni magnet.
To znači da zavojnica sa strujom, poput magnetne igle, ima dva pola - sjeverni i južni.
Dalje, ako pored ovog namotaja postavimo veliku količinu gvozdenih strugotina, strugotine, onda će se oni nalaziti oko ove zavojnice na isti način kao oko provodnika sa strujom ili stalnog magneta. Tako će biti jasno da magnetno polje ima određeni oblik, određenu vrijednost, o čemu možemo suditi po gustoći ovih linija.
Na dijagramima, zavojnica je označena određenim simbolom. Pogledajte šematski crtež zavojnice.
SLIDE
Zavojnice sa strujom se široko koriste u tehnici kao magneti. Pogodni su po tome što se njihovo magnetsko djelovanje može mijenjati (pojačati ili oslabiti) u širokom rasponu. Pogledajmo na koje načine se to može učiniti.
SLIDE Magnetski efekat zavojnice sa strujom je jači, što je veći broj zavoja u njemu.
ISKUSTVO 3 na promjeni jačine struje u zavojnici(Zavojnica iz transformatora 220V, DC izvor 5-20V (Sl. 12), magnetna igla)
Skrećem vam pažnju na činjenicu da je magnetsko polje zavojnice sa strujom prilično veliko, u poređenju sa magnetskim poljem vodiča sa strujom. Ispostavilo se da je uz malu jačinu struje to već prilično primjetno. Ali može se dodatno ojačati bez promjene broja zavoja i trenutne jačine u njemu. Ovo je otkriće engleskog inženjera Sturgeona. On je demonstrirao sledeće: kada je uzeo jedan takav kalem, uzeo je gvozdeno jezgro i stavio ga na gvozdeno jezgro. Gvožđe uvedeno unutar zavojnice pojačava njen magnetni efekat.
EKSPERIMENT 4 Utjecaj željeznog magnetnog kola na magnetsko djelovanje zavojnice.(Zavojnica od transformatora 220V, izvor jednosmerne struje 5-20V, gvozdeno magnetno kolo, magnetna igla (slika 16))
ISKUSTVO 5(slika 21, gvozdena strugotina, karanfilić)
ISKUSTVO 6(sl. 15, oštrica na navoju)
Ovaj uređaj se zove "elektromagnet".
Dakle, šta je elektromagnet?
Elektromagnet je zavojnica s velikim brojem zavoja, stavljena na željezno jezgro.
Elektromagnet na dijagramu je označen, obratite pažnju, kao zavojnica, a takva horizontalna linija nalazi se na vrhu. Ova linija karakteriše gvozdeno jezgro.
Danas su elektromagneti veoma rasprostranjeni. Elektromagneti rade sa nama skoro svuda i svuda. Gotovo nijedan uređaj sada ne radi bez elektromagneta.
SLAJDOVI (pomoću elektromagneta)
VIDEO - elektromagnetna dizalica.
Praktični dio (12 min).
Broj slajda
Samostalno izvođenje laboratorijskog rada učenika br. 8 „Sklapanje elektromagneta i ispitivanje njegovog djelovanja“, str.175 udžbenika Fizika-8 (autor A.V. Pyoryshkin, Drfa, 2009).
Konsolidacija proučenog materijala.
Razmisli i odgovori
Šta određuje magnetska svojstva elektromagneta? (Odjačina struje, broj zavoja, magnetna svojstva jezgra, o obliku i dimenzijama zavojnice.)
Može li se žica omotana oko eksera nazvati elektromagnetom? (Da.)
Struja je propuštena kroz elektromagnet, a zatim je prepolovljena. Kako su se promijenila magnetna svojstva elektromagneta? (Smanjen za 2 puta.)
Kako izgraditi jak elektromagnet ako je postavljen uslov da je struja u elektromagnetu relativno slaba?
Kako će se ponašati dva namotaja koji vise na tankim žicama jedan pored drugog ako kroz njih prođe struja?
Šta treba učiniti da se obrnu magnetni polovi zavojnice?
Elektromagneti koji se koriste u dizalici su izuzetno snažni. Elektromagneti, uz pomoć kojih gvozdene strugotine slučajno izađu iz očiju, veoma su slabi. Kako se postiže ova razlika?
Slajd
6. Zadaća.
1. §58. Zadatak 9 - usmeno.
2. Trčite kući istraživački projekat"Motor za 10 minuta" (svakom učeniku se daje instrukcija za radkod kuće, vidi Dodatak).
7. Refleksija
Momci! Danas smo naporno radili. Kineska poslovica kaže:
“Čovek može postati inteligentan na tri načina: imitacijom je najlakši način, iskustvom je najteži put, a razmišljanjem je najplemenitiji put.” Danas smo zajedno pokušali ići različitim putevima do zacrtanog cilja, i nadam se da je svako od vas osjetio interes da nauči nove stvari na tom putu.
Predlažem da svako odredi svoj put kojim je i danas krenuo.
Drugačija boja djeca pričvršćuju šolje na dasku.
ŽUTA - imitacija, CRVENA - iskustvo, ZELENA - odraz.
Papirologija "Nastavi ponudu"
Papirologija "Nastavi ponudu"
Supstance koje privlače gvozdene predmete nazivaju se _________
Interakciju provodnika sa strujom i magnetne igle prvi je otkrio danski naučnik ___________________________________
Između provodnika sa strujom nastaju sile interakcije koje se nazivaju ___________________________________
Mjesta na magnetu koja imaju najjače magnetsko djelovanje nazivaju se ___________________________________
Oko provodnika sa električnom strujom postoji ___________________________________
Izvor magnetnog polja je ________________________________________________________________
Linije duž kojih se nalaze ose malih magnetnih strelica u magnetskom polju nazivaju se ________________________________________________________________
Magnetno polje oko provodnika sa strujom može se detektovati pomoću _______________________________________________________________
Magnetno polje se razlikuje od električnog po tome što postoji oko ___________________________________________________________________
Magnetno polje jednosmerne struje je ________________________________________________
Projekat "Motor za 10 minuta"
Uvijek je zanimljivo promatrati promjenjive pojave, pogotovo ako i sami učestvujete u stvaranju ovih pojava. Sada ćemo sastaviti najjednostavniji (ali stvarno radni) elektromotor, koji se sastoji od izvora napajanja, magneta i malog namota žice, koji ćemo također sami napraviti. Postoji tajna koja će učiniti da ovaj set predmeta postane električni motor; tajna koja je istovremeno pametna i neverovatno jednostavna. Evo šta nam treba:
1,5 V baterija ili punjiva baterija;
držač sa kontaktima za bateriju;
magnet;
1 metar žice sa emajl izolacijom (prečnik 0,8-1 mm);
0,3 metra gole žice (prečnik 0,8-1 mm).
Počećemo sa namotavanjem zavojnice, dela motora koji će se okretati. Da bi zavojnica bila dovoljno ravnomjerna i okrugla, namotavamo je na odgovarajući cilindrični okvir, na primjer, na AA bateriju.
Ostavljajući 5 cm žice slobodnih na svakom kraju, namotavamo 15-20 zavoja na cilindrični okvir. Ne pokušavajte da namotate kalem previše čvrsto i ravnomjerno, mali stepen slobode će pomoći da kalem bolje zadrži svoj oblik.
Sada pažljivo uklonite zavojnicu iz okvira, pokušavajući zadržati rezultirajući oblik.
Zatim omotajte slobodne krajeve žice nekoliko puta oko namotaja kako biste zadržali oblik, pazeći da nove zavojnice budu tačno jedna nasuprot drugoj.
Zavojnica bi trebala izgledati ovako:
Sada je vrijeme za tajnu, funkciju koja će omogućiti da motor radi. Ovo je suptilna i neočigledna tehnika i vrlo ju je teško otkriti kada motor radi. Čak i ljudi koji znaju mnogo o tome kako motori rade mogu biti iznenađeni kada otkriju ovu tajnu.
Držeći kalem uspravno, stavite jedan od slobodnih krajeva kalema na ivicu stola. Oštrim nožem uklonite gornju polovinu izolacije sa jednog slobodnog kraja zavojnice (držača), ostavljajući donju polovinu netaknutom. Učinite isto s drugim krajem zavojnice, pazeći da goli krajevi žice budu usmjereni prema gore na dva slobodna kraja zavojnice.
Šta je smisao ovog pristupa? Zavojnica će ležati na dva držača napravljena od gole žice. Ovi držači će biti pričvršćeni na različite krajeve baterije tako da električna struja može teći od jednog držača kroz zavojnicu do drugog držača. Ali to će se dogoditi samo kada se gole polovice žice spuste dolje, dodirujući držače.
Sada morate napraviti oslonac za zavojnicu. Ovo
samo namotaji žice koji podupiru zavojnicu i omogućavaju joj da se okreće. Napravljene su od gole žice, tj
kako osim što podupiru kalem, moraju mu isporučiti električnu struju. Samo zamotajte svaki komad neizoliranog pro
vode oko malog nokta - uzmite pravi dio našeg
motor.
Osnova našeg prvog motora bit će držač baterije. To će također biti prikladna baza jer će s ugrađenom baterijom biti dovoljno teška da se motor ne potrese. Spojite pet komada zajedno kao što je prikazano na slici (u početku bez magneta). Stavite magnet na bateriju i lagano gurnite zavojnicu...
Ako se uradi ispravno, kolut će početi brzo da se okreće!
Nadam se da će ti sve uspjeti prvi put. Ako ipak motor ne radi, pažljivo provjerite sve električni priključci. Rotira li se zavojnica slobodno? Da li je magnet dovoljno blizu? Ako nije dovoljno, ugradite dodatne magnete ili odrežite držače žice.
Kada se motor pokrene, jedino na šta treba obratiti pažnju je da se baterija ne pregrije, jer je struja dovoljno velika. Samo uklonite zavojnicu i krug će se prekinuti.
Pokažite svoj motorni model svojim kolegama iz razreda i učitelju na sljedećem času fizike. Neka komentari kolega iz razreda i ocjena nastavnika o vašem projektu postanu poticaj za dalje uspješno osmišljavanje fizičkih uređaja i poznavanje životne sredine. Želim vam uspjeh!
Laboratorija #8
"Sklapanje elektromagneta i testiranje njegovog rada"
Cilj: sastavite elektromagnet od gotovih dijelova i isprobajte iskustvom o čemu ovisi njegovo magnetsko djelovanje.
Uređaji i materijali: napajanje, reostat, ključ, spojne žice, kompas, dijelovi elektromagneta.
Uputstvo za rad
1. Compose električno kolo od izvora napajanja, zavojnice, reostata i ključa, povezujući sve u seriju. Zatvorite strujni krug i pomoću kompasa odredite magnetne polove zavojnice.
Pomjerite kompas duž ose zavojnice do udaljenosti na kojoj je utjecaj magnetskog polja zavojnice na iglu kompasa zanemariv. Umetnite željezno jezgro u zavojnicu i promatrajte djelovanje elektromagneta na iglu. Napravite zaključak.
Koristite reostat da promijenite struju u krugu i promatrajte učinak elektromagneta na strelicu. Napravite zaključak.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Dodatni zadatak.
Sastavite lučni magnet od montažnih dijelova. Spojite zavojnice elektromagneta u seriju jedan s drugim tako da se na njihovim slobodnim krajevima dobiju suprotni magnetni polovi. Provjerite stupove kompasom. Koristite kompas da odredite gdje je sjeverni, a gdje južni pol magneta.
Elektromagnet uradi sam.
Šta će biti potrebno?
Za samoproizvodnja za takav uređaj će biti potrebno:
Nail.
Zavojnica sa bakarnom žicom srednje veličine.
Izolaciona traka.
Baterija.
Makaze.
Ako su sve komponente dostupne i donesena je nedvosmislena odluka o tome šta vrijedi isprobati u praksi, kako napraviti elektromagnet kod kuće, tada se prije svega odlučujemo za "srce" cijele strukture - ekserom: okrugla je i ujednačena. Oblik šipke budućeg elektromagneta ne bi trebao biti zakrivljen i, štoviše, kvadrat. Također treba uzeti u obzir da dužina eksera mora biti dovoljna za namotavanje žice, na primjer, 120 mm.
Kako napraviti kalem?
I sada je ekser podignut, što znači da je sada potrebno namotati žicu oko njega. Kako napraviti elektromagnet od običnog nokta i bakrene žice? Vrlo jednostavno. Glavna stvar je čvrsto namotati žicu, u redovima jedan uz drugi (to se mora učiniti u najmanje 4 sloja). Ovu operaciju treba izvoditi dovoljno pažljivo da se spriječi prekid, inače takav elektromagnet neće raditi.
Kako se povezati?
Uređaj se napaja električnom energijom, tako da se rezultirajući dizajn mora spojiti na izvor napajanja, koristiti bateriju. Pogledajmo zadnji korak kako napraviti elektromagnet. Zavojnica je spremna i ostala su mu dva slobodna kraja bakarne žice. Potrebno ih je malo očistiti nožem i spojiti na izvor napajanja, pričvrstiti selotejpom. Možete lemiti žice na polove baterije da bolje popravite kontakt. Takođe, radi lakšeg rukovanja, možete ugraditi prekidač koji će vam omogućiti da ga uključite samo po potrebi.
Kako to radi?
Princip rada stvorenog uređaja je vrlo jednostavan. Zavojnica, koja se sastoji od šipke i bakrene žice, je pod naponom, zbog čega se zavojnica magnetizira. Sve je vrlo jednostavno! A sada znate kako sami napraviti elektromagnet. Takvo znanje će vam svakako dobro doći!
Kako napraviti snažan elektromagnet?
Ako želite uređaj učiniti mnogo moćnijim nego što se ispostavilo, za to morate povećati zavojnicu. To se postiže povećanjem broja zavoja i broja slojeva.
Slajd 7. Primjeri primjene elektromagneta:
Demo iskustvo 5. Iskustvo sa modelom električnog zvona.
Demo iskustvo 6. Iskustvo sa modelom telegrafskog aparata.
Magnetno snimanje i reprodukcija zvuka.
DC motor.
Ciklični akcelerator.
Elektromagnetski relej.
elektromagnetni sto.
Magneti su tijela koja imaju svojstvo privlačenja željeznih predmeta. Svojstvo privlačenja koje pokazuju magneti naziva se magnetizam. Magneti su prirodni i umjetni. Iskopane željezne rude, koje imaju svojstvo privlačenja, nazivaju se prirodnim magnetima, a magnetizirani komadi metala se nazivaju umjetnim magnetima, koji se često nazivaju trajnim magnetima.
Svojstva magneta da privlači željezne predmete najizraženija su na njegovim krajevima, koji se nazivaju magnetni polovi i, ili jednostavno polovi. Svaki magnet ima dva pola: sjeverni (N - sjever) i južni (S - jug). Linija koja prolazi kroz sredinu magneta naziva se neutralna linija, ili neutralna, jer se duž ove linije ne detektuju nikakva magnetna svojstva.
Trajni magneti formiraju magnetsko polje u kojem magnetske sile djeluju u određenim smjerovima, nazvanim linijama sile. Linije sile izlaze sa sjevernog pola i ulaze u južni.
Električna struja koja prolazi kroz provodnik također formira magnetsko polje oko vodiča. Utvrđeno je da su magnetne pojave neraskidivo povezane sa električnom strujom.
Magnetne linije sile smješteni oko vodiča sa strujom u krugu, čije je središte sam provodnik, dok su bliže vodiču gušći, a dalje od vodiča - rjeđe. Položaj magnetskih linija sile oko provodnika sa strujom zavisi od njegovog oblika. presjek.
Za određivanje smjera linija sile koristi se pravilo gimleta, koje je formulirano na sljedeći način: ako zavrtite gimlet u smjeru struje u provodniku, tada se rotacija ručke gimletaće pokazati smjer linija magnetskog polja.
Magnetno polje pravog provodnika je niz koncentričnih krugova (Sl. 157, ali). Da bi se pojačalo magnetsko polje u provodniku, potonji je napravljen u obliku zavojnice (Sl. 157, b).
ako se smjer rotacije ručke gimleta poklapa sa smjerom električna struja u zavojima zavojnice, tada je translacijsko kretanje gimleta usmjereno prema sjevernom polu.
Magnetno polje zavojnice sa strujom je slično polju stalnog magneta, pa zavojnica sa strujom (solenoid) ima sva svojstva magneta.
I ovdje je smjer magnetnih linija sile oko svakog zavoja zavojnice određen pravilom gimleta. Linije sile susjednih zavoja se zbrajaju, povećavajući ukupno magnetsko polje zavojnice. Kako slijedi iz Sl. 158, linije magnetnog polja zavojnice izlaze s jednog kraja i ulaze u drugi, zatvarajući se unutar zavojnice. Zavojnica, kao i trajni magneti, ima polaritet (južni i sjeverni pol), koji je također određen pravilom gimleta, ako to navedete ovako: ako se smjer rotacije ručke vrtača poklapa sa smjerom električne struje u zavojima zavojnice, tada je translacijsko kretanje vretena usmjereno prema sjevernom polu.
Za karakterizaciju magnetnog polja sa kvantitativne tačke gledišta, uvodi se koncept magnetne indukcije.
Magnetna indukcija je broj magnetnih linija sile na 1 cm 2 (ili 1 m 2) površine okomito na smjer linija sile. U sistemu SI, magnetna indukcija se mjeri u teslasima (skraćeno T) i označava se slovom IN(tesla = weber/m2 = volt sekunda/m2
Weber je jedinica mjere za magnetni fluks.
Magnetno polje se može povećati umetanjem gvozdene šipke (jezgra) u zavojnicu. Prisustvo gvozdenog jezgra pojačava polje, budući da se gvozdeno jezgro, koje se nalazi u magnetnom polju zavojnice, magnetizuje, stvara sopstveno polje koje se dodaje originalnom i pojačava. Takav uređaj se naziva elektromagnet.
Ukupan broj linije sile koje prolaze kroz poprečni presjek jezgra naziva se magnetni tok. Veličina magnetnog fluksa elektromagneta ovisi o struji koja prolazi kroz zavojnicu (namotaj), broju zavoja i otporu magnetskog kola.
Magnetsko kolo, ili magnetsko kolo, je put duž kojeg su zatvorene magnetne linije sile. Magnetski otpor magnetnog kola zavisi od magnetne permeabilnosti medija kroz koji prolaze linije sile, dužine ovih linija i poprečnog preseka jezgra.
Proizvod struje koja prolazi kroz namotaj i broja njegovih zavoja naziva se magnetomotorna sila (mf s). Magnetski fluks jednak je magnetomotornoj sili podijeljenoj s magnetskim otporom kola- ovako je formulisan Ohmov zakon za magnetno kolo. Budući da su broj zavoja i magnetski otpor za dati elektromagnet konstantne vrijednosti, magnetni tok elektromagneta može se mijenjati podešavanjem struje u njegovom namotu.
Elektromagneti se široko koriste u raznim mašinama i uređajima (u električnim mašinama, električna zvona, telefoni, merni instrumenti itd.).
