Главная
Регистрация
Вход
Воскресенье
16.12.2018
15:21
Приветствую Вас Гость | RSS
Проектная деятельность МБОУ СОШ №11 г. Иркутска

Меню сайта

Наш опрос
Какую форму экзамена вы считает наиболее продуктивной?
Всего ответов: 25

Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

 Индукционный ток. 

      Индукционный ток

 

Оглавление:

1. Введение

2. Магнитное поле    

          2.1 Источник магнитного поля

          2.2 Проявление магнитного поля

          2.3 Магнитные линии 

3. Электрический ток 

             3.1 Виды тока 

            3.2 Характеристика Электрического поля

            3.3 Закон Джоуля-Ленца

            3.4 Явление электромагнитной индукции

            3.5 Правило Ленца

4. Электромагнитное пол

5. Применение индукционного поля

6. Опыт 

7. Заключение

 

8. Литература

 

Индукционный ток

Я выбрал эту тему, потому что она меня заинтересовала с самого 9 класса, когда мы первый раз заговорили об индукции. Взяв эту тему, я хочу улучшить свои знания в разделе физики: «Электромагнитное поле », Так же я хочу смастерить свой двигатель, который будет вырабатывать Индукционный ток за счет механической работы совершаемой магнитом.

                                                 на рисунке изображена катушка, подключенная к гальванометру, При движении магнита вдоль катушки вырабатывается индукционный ток)

  (на рисунке изображена катушка, подключенная к гальванометра .   При движении магнита вдоль катушки вырабатывается индукционный ток)

 

Источники магнитного поля

Магнитное поле- это особый вид материи , создаётся (порождается) током заряженных частиц, или изменяющимся во времени электрическим полем, или собственными магнитными моментами частиц (последнее постоянный магнит).

                                                                          

                                                         

                                                                                                           Рисунок 1

                                                                                             

На рисунке 1 изображено: Электрический ток(I), проходя по проводнику, создаёт магнитное поле (B) вокруг проводника.

 

Проявление магнитного поля

Магнитное поле проявляется в воздействии на магнитные моменты частиц и тел, на движущиеся заряженные частицы (или проводники с током). Сила, действующая на движущуюся в магнитном поле электрически заряженную частицу, называется силой Лоренца.( Сила Лоренца — сила, с которой электромагнитное поле согласно классической электродинамике действует на точечную заряженную частицу.)

 

 

МАГНИТНЫЕ ЛИНИИ (или иначе линии магнитной индукции).

- это воображаемые линии, вдоль которых располагаются магнитные стрелки, помещенные в магнитное поле. Магнитные линии можно провести через любую точку магнитного поля, они имеют направление и всегда замкнуты. Эти линии используют для изображения магнитного поля. На рисунке 2 ,изображены магнитные линии стрелочками вокруг магнита .

                                      

                                                                Рисунок 2

        На рисунке 2 ,изображены магнитные линии стрелочками вокруг магнита .

 

Электрический ток 

Электрический ток — направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц. Такими частицами могут являться: в металлах — электроны, в электролитах — ионы (катионы и анионы), в газах — ионы и электроны, в вакууме при определенных условиях — электроны, в полупроводниках — электроны и дырки (электронно-дырочная проводимость). Иногда электрическим током называют также ток смещения, возникающий в результате изменения во времени электрического поля.

Электрический ток имеет следующие проявления:

•нагревание проводников (в сверхпроводниках не происходит выделения теплоты);

• изменение химического состава проводников (наблюдается преимущественно в электролитах);
• создание магнитного поля (проявляется у всех без исключения проводников)

Виды тока

Различают переменный ,постоянный и пульсирующий электрические токи, а также их всевозможные комбинации. В таких понятиях часто слово «электрический» опускают.

  • Постоянный ток — ток, направление и величина которого слабо меняются во времени.
  • Переменный ток — ток, величина и направление которого меняются во времени. В широком смысле под переменным током понимают любой ток, не являющийся постоянным. Среди переменных токов основным является ток, величина которого изменяется по синусоидальному закону.
  • Пульсирующий электрический ток — это электрический ток, изменяющий свое значение с течением времени, но не изменяющий (как переменный) направления.

 

Характеристика электрического тока

Сила тока — физическая величина, равная отношению количества заряда, прошедшего за некоторое время через поперечное сечение проводника, к величине этого промежутка времени. Сила тока в Международной системе единиц (СИ) измеряется в амперах (русское обозначение: А). По закону Ома сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению , приложенному к этому участку цепи, и обратно пропорциональна его сопротивлению :

I=U/R

[I]=[A]

 

Мощность электрического тока — это отношение произведенной им работы ко времени в течение, которого совершена работа.

   P=A/t=UI

  [p]=[Вт]

Работа электрического тока показывает, какая работа была совершена электрическим полем при перемещении зарядов по проводнику .

A=UIt

[A]=[Дж]

Напряжение – равно разности потенциалов на участке цепи. Напряжение измеряется прибором – вольтметром, который включается параллельно проводнику (сопротивлению); 

[U]=[B]

Сопротивление проводника (R) – ровняется произведению удельного сопротивления проводника(p) его длины (ℓ) ,деленное на площадь поперечного (s) .          R=pℓ/S

Закон Джоуля — Ленца При

Наличии тока в проводнике совершается работа против сил сопротивления. Как правило, большая часть работы электрического тока выделяется в виде тепла. Мощностью тепловых потерь называется величина, равная количеству выделившегося тепла в единицу времени. Согласно закону Джоуля — Ленца мощность тепловых потерь в проводнике пропорциональна силе протекающего тока и приложенному напряжению:

     

 

Явление электромагнитной индукции

          

                                                                            Рисунок 3

 В 1822 году английский ученый Майкл Фрадей поставил перед собой задачу «Превратить магнетизм в электричество » и в 1831 году Майклом было открыто явление электромагнитной индукции.

Это явление заключается в том что , при всяком изменении магнитного потока , пронизывающего контур замкнутого проводника , в этом проводнике возникает электрический ток , существующий в течение всего процесса изменения магнитного потомка. На рисунке 3 изображено , что во время движения магнита в катушке , показания гальванометра никогда не будут равняться нулю.

Третий рисунок так же показывает, что индукционный ток является переменным током т.к стрелка гальванометра отклоняется в обе стороны от нулевого положения .

Правило Ленца

Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока которое воззвало этот ток.

Это правило можно подтвердить на опыте. В установке, изображенной на рисунке 4, подносят магнит к сплошному кольцу. Видят: кольцо отталкивается от полюса магнита. Если же надеть кольцо на магнит и затем вытягивать магнит из него, то кольцо тянется за магнитом. Как видно, индуцируемый в кольце ток препятствует в первом случае приближению магнита, во втором — его удалению.

В том, что причиной движения кольца является именно индукционный ток, а не другая причина (например, движение воздуха), можно убедиться. Попробуйте приближать или удалять магнит относительно кольца с разрезом. Увидите, что кольцо не движется. Дело в том, что в разрезанном кольце индукционный ток не возникает, а следовательно, оно с магнитом не взаимодействует

.

             

           рисунок4                                                             Эмилий Христианович Ленц

 

Электромагнитное поле

Электромагнитное поле — фундаментальное физическое поле, взаимодействующее с электрически заряженными телами, а также с телами, имеющими собственные дипольные и мультипольные электрические и магнитные моменты. Представляет собой совокупность электрического и магнитного полей, которые могут, при определённых условиях, порождать друг друга, а по сути, являются одной сущностью, формализуемой через тензор электромагнитного поля.

Теорию электромагнитного поля создал Клерк Максвелл в 1865 году . Он теоретически доказал , что всякое изменение со временем магнитного поля приводит к возникновению переменного электрического поля , а всякое изменение со временем электрического поля порождает переменное магнитное поле. Эти порождающие друг друга переменные электрические и магнитные поля образуют единое электромагнитное поле.

Джеймс Клерк Максвелл

 

 

Применение индукционного тока

Если двигать магнит вверх и вниз (рис.3) то стрелка гальванометра отклоняется от нулевого деления то в одно, то в другую сторону. Это говорит о том, что модуль силы индукционного тока в катушке и направление этого тока периодически меняются => Индукционный ток – периодический ток. В настоящее время для получения переменного тока используют в основном электромеханические индукционные генераторы, т.е. устройства, в которых механическая энергия преобразуется в электрическую. Индукционными они называются потому , что их действия основано на явлении электромагнитной индукции.

Одним из примеров такого генератора является ГЭС .(Рис 5 )

 

Принцип работы ГЭС достаточно прост. Цепь гидротехнических сооружений обеспечивает необходимый напор воды, поступающей на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию

Сам генератор схематично выглядит так :
   

 

Схемы вертикальных синхронных генераторов .: 1 - ротор, 2 -статор, 3 - обмотка статора, 4 - подпятник, 5 - верхняя крестовина, 6 - нижняя крестовина

Сейчас очень распространено использование бензиновых генераторов, в них точно так же появляется переменный электрический ток за счет индукции.

 

  • Ротор вращается вокруг статора.
  •  На выходе получается трехфазный переменный ток, который поступает на цепь выпрямления блока инвертора.
  •  С помощью цепи выпрямления трехфазный переменный ток преобразовывается в постоянный, а затем стабилизируется при помощи цепи сглаживания.
  •  В цепи преобразования этот постоянный ток превращается в синусоидальный, который почти аналогичен полной синусоиде.
  •   На выход инвертора поступает переменный ток.
  • Микрокомпьютер контролирует напряжение и частоту сигнала по частотной характеристике напряжения.

 

Заключение

Все поставленные мною задачи во время работы над проектом были выполнены. В дальнейшем я планирую развивать эту тему , и может когда-нибудь я смогу придумать двигатель ,который поможет миру на всегда отказаться от использования привычных видов топлива (Бензин , газ , дрова )

 

 

Литература. 

  • Учебник физики А.В Перышкин , Е.М Гутник. Класс 9 
  • Свободная энциклопедия http://ru.wikipedia.org/
  • Информационный портал http://phys-portal.ru/lections/eltok_lec.htm
  • Научный сайт http://www.fxyz.ru/ · http://class-fizika.narod.ru/
  •  

Форма входа

Поиск

Календарь
«  Декабрь 2018  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31

Архив записей

Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz

  • Copyright MyCorp © 2018
    Конструктор сайтов - uCoz