Лабораторная работа «Изучение явления электромагнитной индукции»

Цель работы:

экспериментальное изучение явления электромагнитной индукции, проверка правила Ленца.

Оборудование:

миллиамперметр, катушка – моток, постоянный магнит.

Порядок выполнения работы:

1. Собрать цепь по схеме

2. Внести магнит в катушку южным полюсом, определить направление индукционного тока

3. Зарисовать схему опыта и проверить выполнение правила Ленца.

4. Вынести магнит из катушки южным полюсом, определить направление индукционного тока.

5. Зарисовать схему опыта и проверить выполнение правила Ленца.

6. Внести магнит в катушку северным полюсом, определить направление индукционного тока

7. Зарисовать схему опыта и проверить выполнение правила Ленца.

8. Вынести магнит из катушки южным полюсом, определить направление индукционного тока.

9. Зарисовать схему опыта и проверить выполнение правила Ленца.

10. Приближайте магнит к неподвижной катушке северным полюсом медленно и с большей скоростью, отмечая, на сколько делений отклоняется стрелка миллиамперметра.

11. Приближайте магнит к неподвижной катушке южным полюсом медленно и с большей скоростью, отмечая, на сколько делений отклоняется стрелка миллиамперметра.

12. Сделайте вывод, от чего зависит величина индукционного тока.

Билет № 9

1. Основные положения МКТ.

Основные положения МКТ:

1. Вещество состоит из мельчайших частиц, между которыми есть промежутки.

2. Частицы находятся в непрерывном тепловом (хаотическом) движении.

3. Между частицами действуют силы взаимного притяжения и отталкивания.

1d

Действует сильная сила отталкивания

2d-3d

Действует сильная сила притяжения

более 2-3d

С увеличение расстояния сила притяжения уменьшается

Доказательство

1.1 С помощью электронного или ионного микроскопов. С помощью ионных проекторов получены картины расположения атомов.

1.2 Явление диффузии

1.3 Броуновское движение

1.4 Сжатие и расширение тел при нагревании и охлаждении. Например, опыт с шариком, проходящим через кольцо, и не проходящим после нагревания, поднимание столбика жидкости в сосуде с узким горлышком - опытные доказательства промежутков между частицами.

Диффузия – процесс проникновения частиц одного вещества между частицами другого вещества, обусловленный тепловым движением частиц.

Броуновское движение - тепловое движение взвешенных в жидкости (или газе) частиц - опытное доказательство того, что частицы движутся беспорядочно и хаотично.

Доказательство

2. 1 Явление диффузии

2.2 Броуновское движение

Доказательство

3.1 Существование твердых и жидких тел в природе

3.2 Существование сил упругости

Если бы не было сил притяжения, то все вещества при любых условиях находились бы в газообразном состоянии.

На очень малых расстояниях между молекулами действуют силы отталкивания, поэтому все тела не уменьшаются до размеров молекул.

Действие сил молекулярного притяжения обнаруживается в опыте со свинцовыми цилиндрами, слипающимися после очистки их поверхностей.

2. Трансформаторы. Передача электроэнергии.

Трансформатор – это устройство, служащее для повышения или понижения переменного напряжения без изменения его частоты и практически без потерь мощности. Трансформатор состоит из двух или более катушек, надетых на общий сердечник.

Катушка, которая подключается к источнику переменного напряжения, называется первичной, а катушка, к которой присоединяется нагрузка (потребители электрической энергии), - вторичной. Сердечники трансформаторов изготавливаются из электротехнической стали и набираются из отдельных изолированных друг от друга пластин (для уменьшения потерь энергии вследствие возникновения в сердечнике вихревых токов).

Принцип действия трансформатора основан на законе электромагнитной индукции. При прохождении переменного тока по первичной обмотке в сердечнике возникает переменный магнитный поток, который возбуждает ЭДС индукции в каждой обмотке. Магнитное поле концентрируется внутри сердечника и одинаково во всех его сечениях. Мгновенное значение индукции ei в любом витке и первичной, и вторичной обмоток одинаково: e1 = e2

Потери энергии при работе трансформатора:

•на нагревание обмоток;

•на рассеивание магнитного потока в пространство;

•на вихревые токи в сердечнике и на его перемагничивание.

Меры, принимаемые для уменьшения потерь:

•обмотка низкого напряжения делается большого сечения так, как по ней протекает ток большой силы;

•сердечник делают замкнутым, чтобы уменьшить рассеяние магнитного потока;

•сердечник делают пластинчатым, чтобы уменьшить вихревые токи.

Благодаря этим мерам КПД современных трансформаторов достигает 95-99%.

Коэффициентом трансформации называют отношение числа витков в первичной обмотке к числу витков во вторичной обмотке.

К=N1/N2

Если K >1 трансформатор понижающий

Если K < 1 трансформатор повышающий

Холостой ход

Режимом холостого хода трансформатора называется режим с разомкнутой вторичной обмоткой (I2 = 0).

В этом случае напряжение на вторичной обмотке равно индуцируемой в ней ЭДС:

U 2 =e2 −I 2 ⋅r 2 =e 2

K = U1/U2

Рабочий ход

Рабочим ходом трансформатора называют режим, при котором в цепь его вторичной обмотки включена некоторая нагрузка.

K = N1/N2=U1/U2=e1/e2

Режимом короткого замыкания

Режимом короткого замыкания называется режим, при котором вторичная обмотка трансформатора замкнута без нагрузки.

Данный режим опасен для трансформатора, поскольку в этом случае ток во вторичной обмотке максимален и происходит электрическая и тепловая перегрузка системы.

Для трансформатора выполняется условие мощность P1=P2

I1U1≈I2U2

Во сколько раз трансформатор увеличивает напряжение во, столько же раз и уменьшает силу тока.

КПД =

Применение трансформаторов

В электросетях.

В источниках электропитания.

Часть 2. Выполните практическое задание

3. Задача на законы отражения и преломления света.

Луч света падает на поверхность воды под углом 60⁰. Определить угол преломления света в воде. (Абсолютный показатель преломления воздуха равен 1, абсолютный показатель преломления воды равен 1,33)

α

n₁=160⁰

n₂=1,33

γ

?

Решение

α =90⁰-60⁰=30⁰

=

Билет № 10