Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа №10 имениЗаслуженного учителя Российской Федерации С.Н. Шепелева» города ЛискиВоронежской области
ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ
Тема: “Создание генератора,электромагнитной индукции”
Предметная область: Физика
Выполнил: Пелипас Андрей Сергеевич
Руководитель:
Макарова МаринаЛьвовна,
учитель физики МБОУ«СОШ № 10»
Лиски,2023
Оглавление.
Введение.
Цельработы.
Актуальность.
Основнаязадача.
Теория:
• Чтотакое электромагнитная индукция.
• Явления электромагнитной индукции.
• Причина возникновения.
• Опыт Фарадея.
• Где применяется электромагнитная индукция.
Созданиемакета:
• Ход работы.
• Опыт.
• Наблюдение.
• Заключение.
Списоклитературы.
Приложение.
1
Ведение:
В 1820 году Ганс Христиан Эрстед показал, что протекающий по цепи электрический ток вызываетотклонение магнитной стрелки. Если электрический ток порождает магнетизм, то смагнетизмом должно быть связано появление электрического тока. Эта мысльзахватила английского ученого М. Фарадея. «Превратить магнетизм в электричество», — записал он в1822 году в своём дневнике. Многие годы он настойчиво ставил различные опыты,но безуспешно, и только 29 августа наступил триумф: он открыл явление электромагнитнойиндукции. Установка, на которой Фарадей сделал своё открытие, состояла изкольца из мягкого железа примерно 2 см шириной и 15 см диаметром. Накаждой половине кольца было намотано много витков медной проволоки. Цепь однойобмотки замыкала проволока, в её витках находилась магнитная стрелка, удаленнаянастолько, чтобы не сказывалось действие магнетизма, созданного в кольце. Черезвторую обмотку пропускался ток от батареи гальванических элементов. При включении тока магнитная стрелка совершала несколькоколебаний и успокаивалась; когда ток прерывали, стрелка снова колебалась.Выяснилось, что стрелка отклонялась в одну сторону при включении тока и вдругую, когда ток прерывался. М. Фарадей установил, что «превращать магнетизм вэлектричество» можно и с помощью обыкновенного магнита.
В это жевремя американский физик Джозеф Генри также успешно проводил опыты по индукции токов, но покаон собирался опубликовать результаты своих опытов, в печати появилось сообщениеМ. Фарадея об открытии им электромагнитной индукции.
М. Фарадейстремился использовать открытое им явление, чтобы получить новый источникэлектричества.
Цель:
изучение явления электромагнитной индукции. Построить макет генератора, электромагнитной индукции.
Актуальность:
Явление электромагнитной индукции и егочастные случаи широко применяются в электротехнике. Для преобразованиямеханической энергии в энергию электрического тока используются синхронныегенераторы. Для повышения или понижения напряжения переменного тока применяютсятрансформаторы. Использование трансформаторов позволяет экономично передаватьэлектроэнергию от электрических станций к узлам потребления.
2
Основная задача:
Изучить работы ученых, проектировка макета.
Теория:
Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока, электрического поля или электрической поляризации при изменении магнитного поля во времени или при движении материальнойсреды в магнитном поле. Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года. Он обнаружил,что электродвижущая сила (ЭДС), возникающая в замкнутом проводящемконтуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этимконтуром. Величина электродвижущей силы не зависит от того, что являетсяпричиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или движениеконтура (или его части) в магнитном поле. Электрический ток, вызванный этой ЭДС, называется индукционнымтоком.
Майкл Фарадей — английский физик-экспериментатор и химик.
Член Лондонскогокоролевского общества (1824) и множества других научных организаций,в том числе иностранный почётный член Петербургской академиинаук.
Открыл электромагнитнуюиндукцию, лежащую в основе современного промышленного производстваэлектричества и многих его применений. Создалпервую модель электродвигателя. Среди других его открытий —первый трансформатор, химическое действие тока, законэлектролиза, действие магнитного поля на свет, диамагнетизм. Первым предсказал электромагнитныеволны. Опыт Майкла Фарадея.
В девятнадцатом столетии, некий английский физикМайкл Фарадей проводил опыты с магнитным полем. В то время было известно, чтовокруг проводника с током, существует магнитное поле. Фарадей, как и многиедругие физики того времени старался доказать обратное, то есть то, чтомагнитное поле, может создать электрический ток. Он, на протяжении 10 летставил всем известный опыт, но по закону подлости, гальванометр был вне зонывидимости в момент, когда он опускал магнит. Существует мнение, что однажды,его помощник обратил внимание на гальванометр, когда Фарадей опускал магнит, изаметил отклонение, но это лишь неподтвержденные
сведения. Так или иначе, в 1831 году было открытоявление электромагнитной индукции. 3
Направление индукционного тока зависит от того, каким полюсомвносят магнит в катушку или выносят из нее, т.е. от направления магнитногополя. Если вносить магнит в катушку не северным полюсом, как это делалось вопыте, описанном выше, а южным полюсом, то стрелка гальванометра отклонится всторону, противоположную той, в которую она отклонялась при внесении магнитасеверным полюсом. Направление индукционного тока будет разным в зависимости оттого, вносят магнит в катушку или выносят его из катушки. Таким образом,направление индукционного тока зависит от направления движения магнитаотносительно катушки.
Вносить магнит в катушку можно быстрее и медленнее. Наблюденияпозволяют сделать вывод о том, что сила индукционного тока зависит от скоростидвижения магнита, т.е. от скорости изменения магнитного поля. Силаиндукционного тока тем больше, чем больше скорость изменения магнитного поля,пронизывающего контур проводника.
Если в самом проводнике изменяется сила тока, то вокругпроводника существует переменное магнитное поле. Это поле порождает впроводнике индукционный ток, который называется током самоиндукции,а явление возникновения такого тока — явлением самоиндукции.
4
Применение электромагнитной индукции.
Электромагнитная индукция встречается везде дажев нашем обычном быту. Электродвигатели пылесосов, фенов, кулеров и прочихмногочисленных приборов, используемых нами ежедневно, основаны на использованииэлектромагнитной индукции и магнитных сил.
Генераторы тока преобразовывают механическуюэнергию в электрическую на электростанциях. Механическая энергия — энергияугля, дизельного топлива, ветра, воды и так далее. Электричество поступает попроводам к потребителям и там обратным образом преобразовывается в механическуюв электродвигателях.
Создание макета.
1.ход работы.
Для создания макета нам нужно:
1. 6 медных катушек со 120 витками.
2. деревянный диск (ротор).
3. 8 неодимовых магнитов.
4. ось из шпиля размера 6мм.
5. 6 болтов 30мм и 4 болта по 25мм.
6. 6 гаек на болты по 30 мм и 8 гаек на болты по25мм.
7. Основание.
8. крестовина из нержавейки шириной 2 мм.
2.Чертежи.
5
Основание.
На основании держится вся конструкция, а так-же медныекатушки.
Крестовина.
Крестовина служит для того чтоб держать ось под прямымуглом по отношению к основанию.
6
Диск ротора.
На ротор приклеиваются неодимовые магниты.
Опора.
Опора держит ось для того чтобы магниты вместе сротором не примагнитились к катушкам.
7
Дальше собираем все так, как показано на видео.
https://www.youtube.com/watch?v=GtbaoaIrMck&t=636s
2.опыт.
После того, как генератор собран начинаемвращать сам ротор. Значения не имеет в какую сторону. Так же можем подключитьамперметр он и будет более точно показывать возникновения индукционного тока.После амперметра подключаем лампочку.
3.Наблюдение.
При вращении ротора мы видим, что лампочка начинаетмерцать. Это говорит о том, что возник индукционный ток. Мерцание лампочкипроисходит из-за того, что генератор вырабатывает не постоянный, а переменныйток. Даже если ось крутить с огромной скоростью лампочка все равно будетмигать.
4.Заключение.
Были изучены работы ученых, и сделан макет. Показано,как действующая модель генератора позволяет изучать явление электромагнитнойиндукции, возникновение индукционного тока в цепи.
Список литературы.
http://www.physchem.chimfak.sfedu.ru/Source/History/Persones/Faraday.html
А. В. Перышкин, Е. М. Гутник. Физика 9 класс, М. : Дрофа2014
8
Приложение.
Генератор переменного тока с подключенным кнему амперметром.
9
