Elektromagnetizm_v_zhizni

1.

Электромагнетизм
в жизни
Почему ток, магниты и движение
связаны между собой — и как это
работает в телефонах, транспорте,
медицине и дома.
8–10 класс · современный взгляд на привычные вещи
Беспроводная зарядка: энергия
передаётся через магнитное поле
Маглев-поезд использует электромагниты
для движения и удержания

2.

Что такое электромагнетизм?
02
Электромагнетизм в жизни
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ — ДВЕ СТОРОНЫ ОДНОГО ЯВЛЕНИЯ
Электромагнетизм изучает связь между
электрическими зарядами, током и
магнитным полем. Если заряд неподвижен,
он создаёт электрическое поле. Если заряд
движется, то появляется ещё и магнитное
поле.
Именно поэтому провод с током влияет на
магнитную стрелку, а магнит может заставить
электроны двигаться в проводнике. На этих
эффектах работают генераторы, моторы,
динамики и зарядные устройства.
Проще говоря: электричество может
создавать магнитное действие, а магнитное
поле — помогать получать электричество.
Ключевая идея: движение зарядов рождает магнитное поле.
Железные опилки показывают форму
магнитного поля
Современный пример: индукционная
передача энергии

3.

История: опыт Эрстеда
03
Электромагнетизм в жизни
1820 ГОД — ПЕРВЫЙ ЯРКИЙ ШАГ К ОБЪЕДИНЕНИЮ ДВУХ ЯВЛЕНИЙ
Датский учёный Ханс Кристиан Эрстед
заметил, что рядом с проводом, по которому
идёт ток, отклоняется магнитная стрелка. Это
означало, что электрический ток создаёт
магнитное поле.
Открытие стало очень важным: раньше
электричество и магнетизм считали почти
независимыми областями. После опыта
Эрстеда учёные начали активно исследовать
их связь, и именно так возникла теория
электромагнетизма.
Ханс Кристиан Эрстед — учёный, открывший связь тока и магнетизма
Для школы этот опыт важен тем, что он очень
наглядный: невидимое магнитное поле
можно обнаружить с помощью компаса.
Компас помогает заметить действие магнитного поля
Эрстед доказал: ток влияет на магнитную стрелку.

4.

Магнитное поле
04
Электромагнетизм в жизни
ЕГО НЕЛЬЗЯ УВИДЕТЬ НАПРЯМУЮ, НО МОЖНО ОБНАРУЖИТЬ ПО
ДЕЙСТВИЮ
Магнитное поле окружает магнит, провод с
током и некоторые приборы. Оно действует
на другие магниты, железные предметы и
движущиеся заряды.
Чтобы представить форму поля, используют
магнитные линии. Они показывают
направление действия поля и помогают
понять, где оно сильнее. Например, у
полюсов магнита поле обычно сильнее, чем в
середине.
Компас всегда стремится повернуться вдоль
линий магнитного поля Земли, поэтому его
стрелка указывает направление север—юг.
Линии поля не настоящие «нитки», а удобная модель для объяснения.
Опилки выстраиваются вдоль магнитных
линий
Стрелка компаса ориентируется по
магнитному полю Земли

5.

Электромагнит
05
Электромагнетизм в жизни
МАГНИТ, КОТОРЫЙ РАБОТАЕТ ТОЛЬКО КОГДА ЕСТЬ ТОК
Электромагнит делают из катушки провода и
железного сердечника. Когда по катушке идёт
ток, сердечник намагничивается. Если ток
выключить, магнитное действие почти
исчезает.
Такой магнит очень удобен: его можно
включать и выключать, а ещё менять его
силу, изменяя ток или число витков провода.
Поэтому электромагниты используют в
звонках, реле, подъёмных кранах и многих
автоматических устройствах.
Именно управляемость отличает
электромагнит от обычного постоянного
магнита.
Чем больше витков и сильнее ток, тем заметнее магнитный эффект.
В электрическом звонке электромагнит
двигает ударник
Самодельный электромагнит: гвоздь и
намотанная проволока

6.

Электродвигатель
06
Электромагнетизм в жизни
КАК ЭЛЕКТРИЧЕСТВО ПРЕВРАЩАЕТСЯ В ДВИЖЕНИЕ
Электродвигатель превращает
электрическую энергию в механическую.
Внутри него ток проходит по обмоткам и
создаёт магнитное поле. Это поле
взаимодействует с другими магнитами или
катушками и заставляет ротор вращаться.
Электродвигатели есть почти везде: в
вентиляторах, стиральных машинах,
пылесосах, игрушках, лифтах и
электромобилях.
Главное достоинство двигателя — он
позволяет получить управляемое вращение
без сгорания топлива прямо внутри
устройства.
Мотор = ток + магнитное поле + вращение ротора.
Статор создаёт магнитное поле в
двигателе
Ротор и статор — основные части
электродвигателя

7.

Генератор
07
Электромагнетизм в жизни
ОБРАТНЫЙ ПРОЦЕСС: ДВИЖЕНИЕ ПРЕВРАЩАЕТСЯ В
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
Если в двигателе электричество создаёт
движение, то в генераторе движение создаёт
электрический ток. Для этого магнит и
катушка движутся друг относительно друга.
Из-за изменения магнитного поля в
проводнике появляется ток.
Так работают электростанции: турбина
вращает генератор, а тот производит
электрическую энергию для домов, школ и
заводов.
Без генераторов современная энергетика
была бы невозможна.
Основа генератора — электромагнитная индукция.
Промышленный альтернатор —
разновидность генератора
Турбина вращает генератор на
электростанции

8.

Применение в быту
08
Электромагнетизм в жизни
ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ РЯДОМ С НАМИ КАЖДЫЙ ДЕНЬ
Многие привычные приборы работают
благодаря магнитным эффектам тока.
Индукционная плита нагревает посуду с
помощью переменного магнитного поля.
Динамик превращает электрический сигнал в
колебания мембраны и создаёт звук.
Также электромагнитные принципы
используются в зарядках, замках, наушниках,
микрофонах и датчиках. Мы часто не
замечаем этого, потому что процессы
происходят очень быстро и скрыты внутри
корпуса прибора.
Но именно электромагнетизм делает
бытовую технику удобной, точной и
управляемой.
От кухни до музыки — одно и то же физическое явление.
Индукционная плита нагревает посуду без
открытого огня
Динамик использует взаимодействие тока
и магнита

9.

Транспорт
09
Электромагнетизм в жизни
ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ ПОМОГАЮТ ЕХАТЬ, ТОРМОЗИТЬ И ДАЖЕ
«ПАРИТЬ»
В современном транспорте
электромагнетизм используется очень
широко. Электродвигатели приводят в
движение метро, электробусы, поезда и
электромобили. Генераторы помогают
возвращать часть энергии при торможении.
Особенно впечатляет маглев: поезд
удерживается и двигается благодаря системе
электромагнитов. За счёт уменьшения трения
можно развивать очень высокую скорость.
Даже в обычных поездах и трамваях без
электромагнетизма не работали бы
двигатели, системы управления и многие
датчики.
Шанхайский маглев — один из самых известных примеров применения электромагнитов
Чем меньше трение и лучше управление полями, тем эффективнее
транспорт.

10.

Медицина и технологии
10
Электромагнетизм в жизни
НЕ ТОЛЬКО МОТОРЫ: ПОЛЯ МОГУТ ЕЩЁ И «ВИДЕТЬ» ВНУТРИ ТЕЛА
В медицине электромагнетизм помогает
получать изображения внутренних органов. В
аппарате МРТ используются сильные
магниты и радиоволны: они позволяют
регистрировать сигналы от тканей и строить
подробное изображение.
Похожая идея связи электричества и
магнитного поля лежит и в основе связи,
антенн, датчиков и многих электронных
систем.
То есть электромагнетизм нужен не только
для движения или нагрева — он ещё
помогает измерять, передавать сигналы и
исследовать мир.
Аппарат МРТ использует сильное магнитное поле и радиоволны
Электромагнитные явления позволяют не только работать
устройствам, но и получать информацию.

11.

Интересные факты
11
Электромагнетизм в жизни
ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ ПРОЯВЛЯЕТСЯ ДАЖЕ В ПРИРОДЕ
Полярное сияние возникает, когда
заряженные частицы из космоса
взаимодействуют с магнитным полем Земли
и верхними слоями атмосферы. Поэтому
красивая «светящаяся дуга» на небе тоже
связана с электромагнетизмом.
Ещё один важный факт: видимый свет — это
часть электромагнитного спектра. Рядом с
ним находятся радиоволны, инфракрасное
излучение, ультрафиолет, рентгеновские и
гамма-лучи.
Получается, электромагнетизм не только в
приборах, но и в самом свете, который мы
видим каждый день.
Свет — это тоже электромагнитная волна.
Полярное сияние связано с магнитным
полем Земли
Видимый свет — лишь небольшая часть
электромагнитного спектра

12.

Простой эксперимент
12
Электромагнетизм в жизни
СДЕЛАЙ СВОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТ ДОМА ИЛИ В КЛАССЕ
Возьми железный гвоздь, тонкий
изолированный провод и батарейку. Намотай
несколько витков провода на гвоздь и кратко
подключи концы провода к батарейке. После
этого гвоздь сможет притягивать скрепки.
Что наблюдаем? Пока течёт ток, гвоздь
становится электромагнитом. Когда цепь
разомкнута, эффект почти исчезает.
Важно соблюдать осторожность: не держать
батарейку подключённой слишком долго,
чтобы провод не нагрелся. Это простой и
очень наглядный опыт, который показывает
связь электричества и магнетизма.
Катушка на железном гвозде: простейшая модель электромагнита
Этот опыт повторяет главный принцип работы электромагнита.

13.

Вывод
13
Электромагнетизм в жизни
ПОЧЕМУ ЭТА ТЕМА ВАЖНА ДЛЯ ПОВСЕДНЕВНОЙ ЖИЗНИ
• Электромагнетизм объясняет, как связаны
ток, магниты и движение.
• На нём работают двигатели, генераторы,
динамики, зарядки, транспорт и
медицинские приборы.
• Это явление встречается не только в
технике, но и в природе — например, в
свете и полярном сиянии.
Чем лучше мы понимаем
электромагнетизм, тем легче нам понять
устройство современного мира.
Электромагнетизм — это невидимая сила, которая
делает технику вокруг нас возможной.
Медицина
Транспорт