Просмотр — Гипермаркет знаний

KNOWLEDGE HYPERMARKET
Дія магнітного поля на провідник зі струмом. Електричні двигуни. Гучномовець. Електровимірювальні прилади
У вас нет разрешения на действие «исправление этой страницы» по следующей причине:
Запрошенное действие могут выполнять только участники из группы giper.
Вы можете просмотреть и скопировать исходный текст этой страницы:
'''[[Гіпермаркет Знань - перший в світі!|Гіпермаркет Знань]]&gt;&gt;[[Фізика і астрономія|Фізика і астрономія]]&gt;&gt;[[Фізика 9 клас|Фізика 9 клас]]&gt;&gt; Дія магнітного поля на провідник зі струмом. Електричні двигуни. Гучномовець. Електровимірювальні прилади'''<metakeywords>Фізика, клас, урок, на Тему, Дія магнітного поля, на провідник зі струмом, Електричні двигуни, Гучномовець, Електровимірювальні прилади</metakeywords> <br>&nbsp; 

'''ДІЯ МАГНІТНОГО ПОЛЯ НА ПРОВІДНИК ЗІ СТРУМОМ. ПРАВИЛО ЛІВОЇ РУКИ. ЕЛЕКТРИЧНІ ДВИГУНИ'''<br>[[Фізика_і_астрономія|Фізичні ]]дослідження, які часто проводять заради «наукової цікавості», у разі вдалого&nbsp; завершення зазвичай започатковують новий етап у розвитку [[Семінар._Фізика_і_науково-технічний_прогрес|техніки]]. Саме так сталося з вивченням електромагнітних явищ. Минув час, і наше життя неможливо уявити без електричних двигунів — екологічно чистих, зручних, компактних пристроїв, у яких енергія електричного струму перетворюється на механічну енергію. Про те, як електрична енергія може бути перетворена на [[Механічна_енергія._Кінетична_і_потенціальна_енергія._Презентація_уроку|механічну]], ви дізнаєтеся з цього параграфа.

<br>'''Ознайомимося із силою, що діє на провідник зі струмом '''

Із § 26 ви дізналися, що магнітне поле діє на провідник зі струмом з деякою силою. У цьому легко переконатися за допомогою досліду. Візьмемо прямий провідник, виготовлений з немагнітного матеріалу, і підвісимо його на тонких і гнучких проводах таким чином, щоб він перебував між полюсами підковоподібного постійного магніту (рис. 28.1, а). Якщо пропустити по провіднику струм, провідник відхилиться від положення рівноваги (рис. 28.1, б). 

[[Image:F9281.jpg|696x398px|Прямий провідник між полюсами постійного магніту.]] 

''Рис. 28.1. Прямий провідник між полюсами постійного магніту.''

Причиною такого відхилення є сила, що діє на провідник зі струмом з боку [[Взаємодія_струмів._Магнітне_поле._Магнітна_індукція.|магнітного поля]]. Довів наявність цієї сили та з'ясував, від чого залежать її значення і напрямок, А. Ампер (див. рис. 9.2). Саме тому цю силу назинають [[Модуль_вектора_магнитной_индукции._Сила_Ампера|силою Ампера]].<br>Сила Ампера — це сила, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом.<br>Експериментально встановлено, що сила Ампера пропорційна силі струму в провіднику та довжині тій частини провідника, що перебуває в магнітному полі&nbsp; Сила Ампера збільшується з посиленням магнітного поля і залежить від розташування провідника відносно ліній магнітного поля. Сила Ампера є максимальною, якщо провідник розташований перпендикулярно до магнітних ліній, і дорівнює нулю, якщо [[Електрична_провідність_матеріалів:_провідники,_напівпровідники_та_діелектрики._Струм_у_металах|провідник ]]розташований паралельно магнітним лініям.<br>Напрямок сили Ампера зручно визначати за допомогою правила лівої руки (рис. 28.2): 

[[Image:F9282.jpg|Правило лівої руки. фото]]

''Рис. 28.2. Правило лівої руки.''<br>Якщо ліву руку розташувати так, щоб лінії магнітного поля входили в долоню, а чотири витягнуті пальці вказували напрямок струму в провіднику, то відігнутий на 90° великий палець укаже напрямок сили Ампера.

<br>'''Знайомимося з принципом дії колектора.'''<br>Обертання рамки зі струмом у магнітному полі було використано при створенні електричних двигунів — пристроїв, в яких електрична енергія перетворюється на механічну. Щоб зрозуміти принцип дії електродвигуна, спочатку з'ясуємо, як змусити рамку безперервно обертатися в одному напрямку, наприклад за ходом годинникової стрілки.<br>Неважко здогадатися: для цього треба, щоб сила Ампера, яка діє на ліву частину рамки (і^), завжди була спрямована вгору, а сила Ампера, що діє на праву частину рамки (Р2),— вниз (див. рис. 28.3). Тобто, зважаючи на правило лівої руки, слід зробити так, щоб струм у лівій частині рамки завжди був спрямований до нас а в правій частині — від нас. Іншими словами, у момент проходжен і ня рамкою положення рівноваги, коли ліва і права частини рамки міняються місцями, напрямок струму її рим ці мас змінюватися на протилежний.<br>Пристрій, якиіі автоматично змінює напрямок струму в рамці, називають колектором.<br>На рис. 28.4 зображено модель, за допомогою якої можна ознайомитися з принципом дії колектора. Власне колектор являє собою два півкільця (і), до кожного з яких притиснута металева щітка (2). Півкільця виготовлені з провідника й розділені зазором. Щітки слугують для підведення напруги від джерела струму (5) до рамки (4), яка може легко обертатися навколо горизонтальної осі і розташована між полюсами потужного магніту (3). Одну з щіток з'єднують з позитивним полюсом джерела струму, другу — з негативним.

[[Image:F9284.jpg|Модель дії колектора. фото]] 

''Рис. 28.4. Модель дії колектора.''

Після замикання кола рамка під дією сил Ампера починає повертатися за ходом годинникової стрілки. Півкільця колектора повертаються разом із рамкою, а щітки залишаються нерухомими, тому після проходження положення рівноваги до щіток будуть притиснуті вже інші півкільця. Напрямок струму в рамці зміниться на протилежний, а напрямок обертання рамки залишиться тим самим.

<br>'''Збільшуємо потужність електричного двигуна та забезпечуємо рівномірність його роботи'''<br>Для збільшення [[Відеоматеріал_на_тему_«Робота_і_потужність_струму.»|потужності ]]електродвигуна потрібно збільшити сили Ампера, дія яких забезпечує обертання рамки.<br>Оскільки сила Ампера пропорційна довжині провідника, то обмотку електродвигуна виготовляють із великої кількості витків дроту. Витки вкладають у спеціальні пази на бічній поверхні циліндра, який виготовлено зі сталевих листів. Циліндр слугує осердям, що значно посилює магнітне поле обмотки. Осердя з обмоткою слугує ротором (від латин, гоіаге — обертатися), або якорем, двигуна (рис. 28.5). 

[[Image:F9285.jpg|Ротор двигуна. фото]]

''Рис. 28.5. Ротор двигуна.''<br>Для забезпечення рівномірного обертання ротора використовують кілька обмоток, які намотують на одне осердя. Колектор такого двигуна являє собою не півкільця, а низку мідних дугоподібних пластин, закріплених на ізольованому барабані (рис. 28.6). 

[[Image:F9286.jpg|Колектор у вигляді низки мідних дугоподібних пластин, закріплених на ізольованому барабані. фото]]

''Рис. 28.6. Колектор у вигляді низки мідних дугоподібних пластин, закріплених на ізольованому барабані.''<br>Ротор (1) обертається в магнітному полі потужного електромагніту (рис. 28.7). 

[[Image:F9287.jpg|Ротор, який обертається в магнітному полі потужного електромагніту. фото]] 

''Рис. 28.7. Ротор, який обертається в магнітному полі потужного електромагніту.''

Такий [[Аудіо_до_теми_Електромагнітна_індукція._Магнітний_потік|електромагніт ]]становить одне ціле з корпусом електродвигуна і слугує його статором (від латин, віаіог — той, що стоїть нерухомо), або індуктором (2). Обмотку (3) статора підключено до того самого джерела струму, що й обмотку ротора. Коли по обмотках ротора й статора йде струм, ротор обертається в магнітному полі статора і двигун працює.<br>Н Застосовуємо електродвигуни Електродвигуни постійного струму знайшли своє застосування в електротранспорті: їх установлюють у трамваях, тролейбусах, електровозах і електромобілях, використовують як стартери для запуску двигунів внутрішнього згоряння. У промисловості й побуті застосовують електродвигуни змінного струму (з їхньою будовою ви ознайомитесь у старших класах).<br>Електричні двигуни мають істотні переваги перед [[Презентація_на_тему_«Теплові_двигуни._Екологічні_проблеми_пов’язані_з_використанням_теплових_двигунів»|тепловими]]. Вони більш компактні, економічні ([[Машини_і_механізми._Прості_механізми._Коефіцієнт_корисної_дії_(ККД)_механізмів._“Золоте_правило”_механіки|ККД ]]досягає 98%), зручні в застосуванні (їхню потужність легко регулювати). Крім того, електричні двигуни не забруднюють навколишнє середовище.<br><br>&nbsp;'''ЕЛЕКТРОВИМІРЮВАЛЬНІ ПРИЛАДИ. ГУЧНОМОВЕЦЬ'''<br>Вивчаючи електричний струм, ви дізналися, що силу струму вимірюють амперметром, напругу — вольтметром. Але жодного разу ми не зверталися до будови зазначених приладів, адже, щоб зрозуміти принцип їхньої дії, вам бракувало знань. Сьогодні ми вже можемо розглянути будову цих вимірювальних приладів.<br>&nbsp;Знайомимося з принципом дії вимірювальних приладів магнітоелектричної системи Існуючі, електричні вимірювальні прилади рівних систем: прилади магнітоелектричної системи, електромагнітної системи, електродинамічної системи. Роботи исіх цих приладі» ґрунту сться на магнітній дії струму. З'ясуємо, як побудовані деякі з них та чим відрізняються.<br>Уже відомі вам гальванометри, [[Амперметр._Вимірювання_сили_струму|амперметри ]]і [[Електрична_напруга._Вольтметр._Вимірювання_напруги|вольтметри ]]— це вимірювальні прилади магнітоелектричної системи. Вимірювальний механізм приладів цієї системи зображено на рис. 29.1. 

[[Image:F9291.jpg|Вимірювальний механізм приладів магнітоелектричної системи. фото]]

''Рис. 29.1. Вимірювальний механізм приладів магнітоелектричної системи.''<br>Коли струм у рамці відсутній, спіральні пружини утримують півосі, а отже, і стрілку таким чином, що кінець стрілки встановлюється на нульовій позначці. Коли прилад вмикають у коло, у рамці починає йти струм, і під дією сил Ампера вона повертається. Разом із рамкою повертаються півосі, а отже, і стрілка. Під час обертання рамки пружини закручуються й виникають додаткові сили пружності. Коли момент сил пружності зрівноважить момент сил Ампера, обертання півосей припиниться, а стрілка залишиться відхиленою на певний кут.<br>Чим більша сила струму в рамці, тим на більший кут відхилиться стрілка, тим більшими будуть покази приладу.<br>Прилади магнітоелектричної системи відзначаються великою точністю й високою чутливістю.<br>Порівнюємо амперметр і вольтметр За внутрішньою будовою амперметр і вольтметр є майже однаковими, відрізняються тільки їхні електричні опори. Оскільки амперметр вмикають у коло послідовно, то його опір має бути якнайменшим, інакше сила струму в колі значно зменшиться. А от вольтметр приєднують до кола паралельно з пристроєм, на якому вимірюють напругу, отже, щоб сила струму в колі майже не змінювалася, опір вольтметра має бути якнайбільшим.<br>В Вивчаємо будову вимірювальних приладів електромагнітної системи<br>На рис. 29.2 зображено схему вимірювального механізму приладу електромагнітної системи. Сталеве рухоме осердя жорстко закріплене на осі (2). Після вмикання приладу в коло по обмотці котушки (3) йде електричний струм, унаслідок чого навколо котушки виникає магнітне поле, у якому осердя намагнічується і починає втягуватися в котушку, повертаючи вісь. Разом з віссю повертається стрілка (4), вільний кінець якої переміщується по шкалі (5) приладу. Як і в приладах магнітоелектричної системи (див. п. 1), повертанню осі протидіє спіральна пружина (6), що закручується доти, доки момент сили пружності не зрівноважить момент сили, що діє з боку магнітного поля на рухоме осердя. Після цього повертання осі, а отже, й рух стрілки припиняються. Чим більший струм проходить по котушці, тим сильніше втягується осердя й тим більше відхиляється стрілка.

[[Image:F9292.jpg|Схема вимірювального механізму приладу електромагнітної системи. фото]] 

''Рис. 29.2. Схема вимірювального механізму приладу електромагнітної системи.''

Прилади електромагнітної системи менш чутливі, ніж магнітоелектричної, однак можуть витримати більше перевантаження.

<br>'''Ознайомимося з принципом дії електродинамічного гучномовця'''<br>Якщо котушку розташувати в магнітному полі постійного магніту, то залежно від напрямку струму в котушці вона буде або притягуватися до магніту, або відштовхуватися від нього.<br>А що відбуватиметься в разі зміни сили струму в котушці? Зрозуміло, що зі збільшенням сили струму котушка сильніше притягнеться до постійного магніту, в разі зменшення сили струму притягання послабшає і котушка зміститься в протилежному напрямку. Якщо силу струму в котушці змінювати періодично, вона буде відхилятися (рухатися) то в одному, то в іншому напрямку, тобто коливатиметься в такт зміні сили струму. Чим частіше змінюватиметься сила струму, тим більшою буде частота коливань котушки.<br>Ви вже знаєте, що тіло, яке коливається з частотою від 20 до 20000 Гц, випромінює звукові хвилі. Отже, якщо частота коливань котушки змінюватиметься в означених межах, то котушка буде джерелом звуку. Гучність та висота тону випромінюваного звуку визначатимуться амплітудою і частотою коливань відповідно.<br>Саме на коливаннях котушки зі змінним струмом у магнітному полі постійного магніту базується дія електродинамічного гучномовця (динаміка) — електроакустичного пристрою для відтворення звуку (рис. 29.3). 

[[Image:F9293.jpg|Електродинамічний гучномовець (динамік). фото]] 

''Рис. 29.3. Електродинамічний гучномовець (динамік).''

Коли [[Амперметр._Вимірювання_сили_струму|струм]], сила якого змінюється зі звуковою частотою, тече по котушці, то вона в такт зміні сили струму то втягується II знзор постійного магніту, то виштовхується з нього. Унаслідок цього прикріплений до котушки дифузор коливається зі звуковою частотою гучномовець нипромінюс знуконі хвилі. Отже, у гучномовці завдяки електричному струму, сила якого змінюється зі звуковою частотою, створюються механічні коливання, що спричиняють появу звуку.<br><br>'''Підбиваємо підсумки'''<br>Гальванометри, амперметри і вольтметри, якими користуються на уроках [[Фізика_і_астрономія|фізики]],— це вимірювальні прилади магнітоелектричної системи. їхня дія ґрунтується на повертанні рамки зі струмом у магнітному полі постійного магніту.<br>На явищі втягування металевого осердя в зазор нерухомої котушки зі струмом базується дія вимірювальних приладів електромагнітної системи.<br>В електродинамічному гучномовці (динаміку) котушка, по якій тече змінний струм звукової частоти, коливається в магнітному полі нерухомого постійного магніту. Разом із котушкою коливається дифузор, який випромінює звукові хвилі.<br>&nbsp;<br><br>''[[Фізика_9_клас|Фізика 9 клас.]] Ф.Я.Божинова, М.М.Кірюхін О.О.Кірюхіна''

<br> 

<br> 

 '''<u>Зміст уроку</u>'''
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] конспект уроку і опорний каркас                      
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] презентація уроку 
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] акселеративні методи та інтерактивні технології
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] закриті вправи (тільки для використання вчителями)
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] оцінювання 
 
 '''<u>Практика</u>'''
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] задачі та вправи,самоперевірка 
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] практикуми, лабораторні, кейси
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] домашнє завдання 
 
 '''<u>Ілюстрації</u>'''
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] реферати
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] фішки для допитливих
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] шпаргалки
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати
 
 '''<u>Доповнення</u>'''
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] підручники основні і допоміжні 
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] тематичні свята, девізи 
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] статті 
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] національні особливості
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] словник термінів                          
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] інше 
 
 '''<u>Тільки для вчителів</u>'''
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] [http://xvatit.com/Idealny_urok.html ідеальні уроки] 
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] календарний план на рік 
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] методичні рекомендації 
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] програми
 [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] [http://xvatit.com/forum/ обговорення]

<br> <br> 

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, [http://xvatit.com/index.php?do=feedback напишите нам]. 

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - [http://xvatit.com/forum/ Образовательный форум].
Возврат к странице Дія магнітного поля на провідник зі струмом. Електричні двигуни. Гучномовець. Електровимірювальні прилади.
Источник — «http://edufuture.biz/index.php?title=%D0%94%D1%96%D1%8F_%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D1%96%D1%82%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1%8F_%D0%BD%D0%B0_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D1%96%D0%B4%D0%BD%D0%B8%D0%BA_%D0%B7%D1%96_%D1%81%D1%82%D1%80%D1%83%D0%BC%D0%BE%D0%BC._%D0%95%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%BD%D1%96_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D1%83%D0%BD%D0%B8._%D0%93%D1%83%D1%87%D0%BD%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D1%86%D1%8C._%D0%95%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D0%BC%D1%96%D1%80%D1%8E%D0%B2%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%96_%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%BB%D0%B0%D0%B4%D0%B8»
При использовании материалов ресурса
ссылка на edufuture.biz обязательна (для интернет ресурсов - гиперссылка).
edufuture.biz 2008-© Все права защищены.
Сайт edufuture.biz является порталом, в котором не предусмотрены темы политики, наркомании, алкоголизма, курения и других "взрослых" тем.
Разработка - Гипермаркет знаний 2008-
Ждем Ваши замечания и предложения на email:
По вопросам рекламы и спонсорства пишите на email: