Урок 54. Явление электромагнитной индукции. Закон ЭМИ. Правило Ленца

1. Явление электромагнитной индукции.

2.

Задача 1. В однородное магнитное поле
перпендикулярно линиям магнитной индукции
поместили прямолинейный проводник, по
которому протекает ток силой 4 А. Определите
индукцию этого поля, если оно действует с силой
0,2 Н на каждые 10 см длины проводника.
Задача 2. В однородном магнитном поле
индукцией 0,82 Тл перпендикулярно линиям
магнитной индукции расположен проводник
длиной 1,28 м. Определите силу,
действующую на проводник, если сила тока
в нем равна 18 А.

3.

Вариант 1
Вариант 2
1. Какой магнитный поток 1. Какой магнитный поток
пронизывает плоскую
пронизывает плоскую
поверхность площадью
поверхность площадью
35 см2 при индукции поля 100 см2 при индукции
0,2 Тл, если эта
поля 4 Тл, если эта
поверхность:
поверхность:
а) расположена под углом а) расположена под углом
600 к вектору индукции.
600 к вектору индукции.
1
cos 60
2
0
3 1,7
cos 30
2
2
0
cos 600
1
2
3 1,7
cos 30
2
2
0
2.Магнитный поток внутри 2.Магнитный поток внутри
контура сечением 50 см2 контура сечением 80 см2
равен 0,5 мВб. Найти
равен 0,8 мВб. Найти
индукцию поля внутри
индукцию поля внутри
контура.
контура.

4. Вспомним опыт датского учёного Эрстеда.

1820 год.
1777 – 1851г

5.

Что этим опытом объяснял и доказывал
Эрстед?

6. Установленный факт:

• магнитное поле – особый вид
материи
• магнитное поле
порождается
электрическим током

7. Возможно ли обратное явление?

• Может ли
магнитное поле
«создать»
электрический
ток?

8. 1822 год… Майкл Фарадей ставит задачу:

ПРЕВРАТИТЬ
МАГНЕТИЗМ
В
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

9. А может ли магнитное поле «создать» электрический ток ?

10. Решением той же задачи были заняты и другие ученые того времени

Почти
одновременно с
Майклом Фарадеем
получить
электрический ток в
катушке с помощью
магнита пытался
швейцарский физик
Жан Даниэль
Колладон

11. Совершим путешествие в те далекие времена и воспроизведем опыты Колладона

Открытие не было
сделано
Судьба оказалась
благосклонна к
Майклу Фарадею

12.

Он осуществил опыт по
получению электрического тока
с помощью магнита.
1791 г. – 1867г.

13. Майкл Фарадей

1791 – 1867 г.г., английский физик,
Почетный член Петербургской
Академии Наук (1830),
Основоположник учения об электромагнитном поле; ввел понятия
«электрическое» и «магнитное поле»;
высказал идею существования
электромагнитных волн.
1821 год: «Превратить магнетизм в
электричество».
1831 год – получил электрический ток с
помощью магнитного поля
13

14. 29 августа 1831 года

«На широкую деревянную катушку была
намотана медная проволока длиной в 203 фута и
между витками её намотана проволока такой
же длины, изолированная от первой
хлопчатобумажной нитью.
Одна из этих спиралей была соединена с
гальванометром, другая – с сильной батареей…
При замыкании цепи наблюдалось внезапное, но
чрезвычайно слабое действие на гальванометре,
и то же самое действие замечалось при
прекращении тока. При непрерывном же
прохождении тока через одну из спиралей не
удалось обнаружить отклонения стрелки
14
гальванометра…»

15. ФАРАДЕЙ ПРЕДЛОЖИЛ И ДРУГИЕ РАЗНОВИДНОСТИ ОПЫТА:

• Замыкание
(размыкание) цепи
катушки с током
• Регулирование
реостатом силы тока в
цепи катушки
• Внесение (извлечение)
катушки с током из
катушки, замкнутой на
гальванометр
• Вращение замкнутого
контура в магнитном
поле

16. 17 октября 1831 года

17
октября 1831
Электромагнитная индукция –
года
физическое явление, заключающееся
в
возникновении вихревого
электрического
Электрический
ток
поля, вызывающего электрический ток в
возникал
тогда,
замкнутом контуре
при изменении
потока магнитнойкогда
индукции
через
проводник
поверхность, ограниченную
этим
оказывался
контуром.
в области действия
Возникающий при этом ток называют
переменного
индукционным.
!
магнитного поля.
16

17.

18. Что мы видим?

Вывод из увиденного опыта:
Ток, возникающий в катушке (замкнутом
контуре), называют
индукционным.
Отличие полученного тока от известного
нам ранее заключается в том, что для его
получения не нужен источник тока.

19. В чём причина возникновения индукционного тока в катушке?

20. Рассмотрим магнит:

Что вы можете сказать о магните?

21. Когда мы вносим магнит в замкнутый контур катушки, что у него изменяется?

22. Когда мы вносим магнит в замкнутый контур катушки, что у него изменяется?

23. Что же объединяет все эти опыты? Что можно сказать о магнитном потоке, как числе линий магнитной индукции, пронизывающих

поверхность, ограниченную контуром?
• При внесении (изъятии)
магнита?
• При замыкании
(размыкании) цепи?
• При изменении силы
тока реостатом?
• При внесении (изъятии)
катушки с током?
• При вращении контура
в магнитном поле?
изменяется

24. ВЫВОД:

Во всех рассмотренных
случаях
изменяется магнитный
поток
через поверхность,
ограниченную контуром
В цепи катушки
гальванометра
появляется
индукционный ток

25. ЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

Заключается в
возникновении
электрического тока в
замкнутом контуре при
любом изменении
магнитного потока
через поверхность,
ограниченную этим
контуром
• Отличие полученного тока от
известного нам ранее
заключается в том, что для
его получения
не нужен источник тока

26. А будет ли возникать ток, если магнит не подвижен, а катушка движется?

27. Объясните, что вы видите на этом опыте? Сделайте вывод.

28. В чём причина возникновения индукционного тока в катушке?

Причиной возникновения
индукционного тока в замкнутом
контуре (катушке) является изменение
магнитного потока (числа линий
магнитной индукции) через замкнутый
контур.
Это явление называется
явление электромагнитной
индукции.

29.

«Электромагнитная индукция»
слово латинское, означает «наведение»

30. Английский учёный Майкл Фарадей (1791 – 1867гг.)

Фарадей смог
«превратить
магнетизм в
электричество»
и показал
тесную
взаимосвязь
между
электрическим
и магнитным
полями.

31.

Способы получения индукционного тока
(магнитное поле создано постоянным магнитом)
Ф
i
t
BScos
BScos
Вносить и выносить
магнит в контур
B Scos
Деформировать весь
контур
S NS1
Менять число витков
S NS1 в контуре
Деформировать один
S N S1 виток контура
BS (cos )
Поворачивать магнит
или контур
относительно оси
контура

32.

Способы получения индукционного тока
(магнитное поле создано током)
Ф
i
t
BScos
LI
BScos
L I
LI
0 N 2 S
L
l
0 N 2 S
L
l
Способ
Перемещать катушку
относительно контура
(и наоборот)
Включать (выключать)
ток в катушке
Менять силу тока в
катушке
Вносить (выносить)
сердечник
Деформировать контур
0 N 2 S
L
l
0 ( N 2 ) S Менять число витков в
L
катушке
l
Менять расстояние
1
L 0 N 2 S между витками катушки
l

33. Явление электромагнитной индукции нашло широкое применение в технике и широко используется в технических устройствах:

1. трансформаторы
2. поезда на магнитной подушке
3.детекторы металлов (металлоискатели)
4. запись информации на магнитные
носители и чтение с них
5. электропечи для плавки металлов
6 и т.д.

34. Ещё некоторые применения явления электромагнитной индукции

Индукционный генератор
Индукционная варочная панель
Индукционный нагреватель
Индукционный насос
Индукционный датчик перемещений
Индукционный дефектоскоп
Счетчик электроэнергии
Электродинамический микрофон
Спидометр
Демпфер

35.

Электромагнитная индукция в современном мире
Жесткий диск компьютера.
Видеомагнитофон.
Детектор полицейского.
Детектор металла в
аэропортах
Поезд на магнитной подушке
Маглев
Поезд на магнитной подушке, магнитопла́н
или подушка (от англ. magnetic
levitation «магнитная левитация»)

36.

37.

38.

39.

39

40. ЭДС индукции в движущихся проводниках

При движении проводника
в магнитном поле со
скоростью