Електричний шкільний дзвоник, електродвигун, підіймальний кран на складі металобрухту, збагачувач залізної руди.
Що спільного між цими пристроями?
Що спільного між цими пристроями?
В кожному пристрої використовується електромагніт.
Електромагніт — це котушка з уведеним усередину осердям із феромагнітного матеріалу.
У разі збільшення сили струму в котушці її магнітна дія посилюється.
У разі збільшення числа витків у котушці її магнітна дія посилюється.
У разі збільшення числа витків у котушці її магнітна дія посилюється.
Магнітна дія котушки значно посилюється в разі введення в її середину феромагнітного осердя.
Будова електромагніта:
\(1\) — каркас (виготовлений із діелектрика);
\(2\) — обмотка (ізольований дріт);
\(3\) — клеми;
\(4\) — осердя (м’якомагнітна сталь)
\(1\) — каркас (виготовлений із діелектрика);
\(2\) — обмотка (ізольований дріт);
\(3\) — клеми;
\(4\) — осердя (м’якомагнітна сталь)
Осердю електромагніта часто надають підковоподібної форми, оскільки в цьому випадку магнітна дія електромагніта значно посилюється.
Електромагніти широко застосовують у техніці, побуті, медицині, насамперед тому, що:
Їхню магнітну дію легко регулювати (достатньо змінити силу струму в обмотці).
Можна виготовити будь-яких форм і розмірів.
Електромагніти є в будь-якому телефоні, телевізорі, комп’ютері, ліфті, автомобілі, морському чи повітряному судні, космічному кораблі тощо.
Їхню магнітну дію легко регулювати (достатньо змінити силу струму в обмотці).
Можна виготовити будь-яких форм і розмірів.
Електромагніти є в будь-якому телефоні, телевізорі, комп’ютері, ліфті, автомобілі, морському чи повітряному судні, космічному кораблі тощо.
Електромагнітні реле — пристрої для керування електричним колом.
У разі замикання ключа (1) (натискання кнопки) в обмотці електромагніта (\(2\)) йде слабкий безпечний струм. Унаслідок цього залізне осердя електромагніта притягує до себе якір (\(3\)). Коли якір замикає контакти (\(4\)), замикається коло електродвигуна, який споживає струм значно більшої сили.
Візьмемо легку прямокутну рамку, що складається з кількох витків ізольованого дроту, і помістимо її між полюсами магніту так, щоб вона могла легко обертатися навколо горизонтальної осі.
а — сили Ампера повертають рамку ABCD за ходом годинникової стрілки;
б — у положенні рівноваги сили Ампера не повертають рамку, а розтягують;
в — після проходження рамкою положення рівноваги сили Ампера повертають її проти ходу годинникової стрілки.
Урешті-решт через дію сил тертя рамка зупиниться.
б — у положенні рівноваги сили Ампера не повертають рамку, а розтягують;
в — після проходження рамкою положення рівноваги сили Ампера повертають її проти ходу годинникової стрілки.
Урешті-решт через дію сил тертя рамка зупиниться.
Як змусити рамку безперервно обертатися в одному напрямку?
(Потрібно, щоб у момент проходження рамкою положення рівноваги напрямок струму в рамці змінювався на протилежний).
Колектор — пристрій, який автоматично змінює напрямок струму в рамці.
Принцип дії колектора:
\(1\) — два півкільця; \(2\) — металеві щітки; \(3\) — джерело струму; \(4\) — рамка.
Після замикання кола рамка внаслідок дії сил Ампера починає повертатися за ходом годинникової стрілки (а). Після проходження положення рівноваги (б) щітки колектора притиснуті вже до інших півкілець (в).
\(1\) — два півкільця; \(2\) — металеві щітки; \(3\) — джерело струму; \(4\) — рамка.
Після замикання кола рамка внаслідок дії сил Ампера починає повертатися за ходом годинникової стрілки (а). Після проходження положення рівноваги (б) щітки колектора притиснуті вже до інших півкілець (в).
Як практично використати дію магнітного поля на рамку зі струмом?
Електричний двигун — це пристрій, у якому електрична енергія перетворюється на механічну.
Модель електродвигуна постійного струму:
\(1\) — ротор;
\(1\) — ротор;
\(2\) — статор;
\(3\) — обмотка статора;
\(3\) — обмотка статора;
\(4\) — колектор.
Ротор або якір двигуна, сердечник певної форми, набирається з листів спеціальної сталі, на які намотують ізольований дріт (обмотку).
Статор є постійним магнітом з наконечниками S і N, або електромагнітом (індуктор) та становить єдине ціле з корпусом електродвигуна. Це така частина двигуна, яка слугує для збудження магнітного поля.
Схема вимірювального механізму приладу магнітоелектричної системи:
\(1\) — постійний нерухомий магніт;
\(2\) — спіральні пружини;
\(3\) — півосі;
\(4\) — рамка, жорстко закріплена на півосях;
\(5\) — нерухоме осердя;
\(6\) — стрілка;
\(7\) — шкала.
\(1\) — постійний нерухомий магніт;
\(2\) — спіральні пружини;
\(3\) — півосі;
\(4\) — рамка, жорстко закріплена на півосях;
\(5\) — нерухоме осердя;
\(6\) — стрілка;
\(7\) — шкала.
Електродинамічний гучномовець (динамік) — це пристрій, який перетворює електричний сигнал на чутний звук.
Будова електродинамічногогучномовця:
\(1\) — звукова котушка;
\(2\) — дифузор;
\(3\) — постійний кільцевий магніт;
\(4\) — керн;
\(5\) — фланці.
Якщо котушкою тече струм, на витки котушки діють сили Ампера, що змушують котушку рухатися вздовж керна, — котушка втягується в зазор кільцевого магніту.
Разом із котушкою коливається і прикріплений до неї дифузор, який «штовхає» повітря, створюючи звукову хвилю, — гучномовець випромінює звук.
Джерела:
1. Фізика : підруч. для 9 кл. загальноосвіт. навч. закл. / [В. Г. Бар’яхтар С. О. Довгий, Ф. Я. Божинова, О. О. Кірюхіна] ; за ред. В. Г. Бар’яхтара С. О. Довгого. — Харків : Вид-во «Ранок», 2017. — 272 с. : іл., фот.
2. Фізика : підруч. для 9-го кл. загальноосвіт. навч. закл. / В.Д. Сиротюк. — Київ : Генеза, 2017. — 248 с. : іл.
3. Фізика : підруч. для 9 кл. загальноосвіт. навч. закладів / Т. М. Засєкіна, Д. О. Засєкін. — К. : УОВЦ «Оріон», 2017. — 272 с. : іл.
2. Фізика : підруч. для 9-го кл. загальноосвіт. навч. закл. / В.Д. Сиротюк. — Київ : Генеза, 2017. — 248 с. : іл.
3. Фізика : підруч. для 9 кл. загальноосвіт. навч. закладів / Т. М. Засєкіна, Д. О. Засєкін. — К. : УОВЦ «Оріон», 2017. — 272 с. : іл.