Видеоурок «Соленоид. Электромагниты»
В разделе Физика 2 урока
Содержание:
§ 1  Соленоид

Рассмотрим проводник, свёрнутый в виде спирали, по которому идёт ток –соленоид (греч. «солен» – трубка). Соленоид – это катушка с большим числом витков, витки представляют собой проволочную спираль, намотанная на каркас, и где витки располагаются вплотную друг к другу (см. рисунки).

Подключим катушку к источнику тока и поднесём к ней мелкие гвоздики – часть из них примагнитится, но если вместо деревянного каркаса использовать железный или стальной стержень – сердечник, то количество гвоздиков примагнитится больше. Произошло усиление магнитного поля.

Катушка из изолированной проволоки с железным сердечником внутри называется электромагнитом.Магнитное поле электромагнита всегда сильнее магнитного поля соленоида или катушки без сердечника.

§ 2  Магнитное поле соленоида

Британский физик Уильям Стёрджен создал первые электромагниты и изобрёл первый английский работающий электродвигатель.

На рисунке проиллюстрировано, как выглядит магнитное поле соленоида с током, где линии магнитной индукции имеют форму эллипса, а направление определяется индукцией кругового тока. N – северный полюс соленоида, а S – южный полюс. Если обхватить соленоид ладонью правой руки так, чтобы четыре пальца были направлены вдоль тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида.

Магнитное поле соленоида можно усилить с помощью:

·увеличения силы тока в катушке;

·увеличения числа витков;

·стального или железного сердечника. Сердечник, находясь во внешнем магнитном поле, усиливает его действие, так как вокруг него появляется собственное магнитное поле, которое всегда соприкасается с внешним.

Объясним усиление магнитного поля. Вначале ток намагничивает сердечник. Он создаёт собственное поле сердечника, которое, складываясь с полем соленоида, образует новое, более сильное поле. Об этом можно судить по количеству притянувшихся гвоздиков.

§ 3  Свойство соленоида – запасать электроэнергию

Оказывается, электромагнит или соленоид может запасать электроэнергию!

Чтобы доказать это факт, проделаем опыт (см. схему).

http://fizika.ru/kniga/tema-10/p-10b-3.gif

Нам необходимо две одинаковые лампы подключить параллельно к источнику тока. Верхнюю лампу подключим с реостатом, а нижнюю – через электромагнит или соленоид, так обозначается на схеме электромагнит, ее называют катушка индуктивности.

http://fizika.ru/kniga/tema-10/p-10b-4.gif

При замыкании выключателя лампа, соединённая с соленоидом, загорается позже, чем лампа, соединённая с реостатом (левый рисунок). Разомкнём выключатель.

В этот момент обе лампы не погаснут, а вспыхнут ещё ярче, правда, на очень короткое время (правый рисунок). Почему возникает такая ситуация? Энергия тока идет и на нагревание спирали в лампе, и на создание магнитного поля вокруг электромагнита. Однако по истечении некоторого времени энергия тока будет целиком переходить в теплоту, достаточную чтобы лампочка начинала светиться.

При размыкании цепи ток в нижнем её проводе прекращается (показано синим цветом на схеме). Так реостат, электромагнит и обе лампочки оказываются соединёнными друг с другом последовательно (выделили красным цветом на схеме). В этой части цепи возник ток ненадолго, за счет действия электромагнита, потому что магнитное поле вокруг него стало исчезать и передавать свою энергию электронам в проводе. Это значит, что катушка стала источником тока.

§ 4  Применение электромагнитов

Применение электромагнитов имеет широкий спектр.

Электромагнитный подъёмный кран содержит очень мощный электромагнит и применяется на металлургических заводах для перемещения готовых изделий или металлического «лома», собранного для переработки (см. фото).

Магнитные сепараторы применяют для отделения магнитных материалов от немагнитных. Электромагнитные столы часто применяют в станках на металлообрабатывающих предприятиях. Электромагниты в военном деле применяются, например, в магнитных минах, взрывающихся при прохождении над ними кораблей или подводных лодок. Электромагнитные реле применяются в системах автоматики. Электромагнитные дороги для скоростных транспортных средств создают над своей поверхностью так называемую «магнитную подушку».

Список использованной литературы:
  1. Физика. 8 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений / А.В. Перышкин. – М.: Дрофа, 2010.
  2. Физика 7-9. Учебник. И.В. Кривченко.
  3. Физика. Справочник О.Ф. Кабардин – М.: АСТ-ПРЕСС, 2010.
  4. Физика. 9 класс. Пинский А.А., Разумовский В.Г. и др. 4-е изд. – М.:2003.
Использованные изображения:

Подпишись и будь в курсе новых событий и новостей!