Электромагниттік индукция – Электромагниттік индукция — Уикипедия

Электромагниттік индукция — Уикипедия

Уикипедия — ашық энциклопедиясынан алынған мәлімет

Электромагниттік индукция дегеніміз тұйық жүйедегі магниттік толқынның өзгеруі нәтижесінен, сол тұйық жүйеде электр тоғынын пайда болуы.Электромагниттік индукция 1831 жылы 29 тамызда Майкл Фарадеймен ашылған, оның зерттеулері бойынша тұйық жүйедегі магнитті толқынның өзгеру жылдамдығы, осы жүйеде пайда болған электр қозғаушы күшке тура пропорционал екенін ашты. Электрқозғаушы күш арқылы пайда болған электр тоғы индукциялық тоқ болып аталады.
Ара қашықтағы біріне-бірі жақын орналасқан екі ab және cd параллель өткізгіштері бар деп көрейік. аb өткізгіші Б батареясының қысқыштарына қосылған, тізбек Қ кілтпен қосылады, оны тұйықтағанда өткізгіш арқылы a дан b-ға бағытталған ток жүреді. cd — өткізгішінің ұштарына сезгіш амперметр А қосылған, оның нұсқама р тілінің ауытқуы бойынша өткізгіште ток бар екеніне көз жеткізуге болады. Егерде осылай жиналған схемада К кілтті тұйықтасақ, онда тізбек тұйықталған сәтте амперемтрдің тілі ауытқып, cd— өткізгішінде ток бар екенін білдіреді, ал аз уақыт (секундтың бөлігіндей) өткеннен кейін амперметрдің нұскама тілі алғашқы (нольдік) орнына келеді. К кілтінің ажыратылуы тағы да амперметрдің нұсқама тілінің қысқа мерзімдік ауытқуына әкеп соғады, бірақта нұсқама тіл басқа жаққа ауытқып, қарама-қарсы бағыттағы токтың пайда болғанын көрсетеді. Амперметрдің нұсқама тілінің мұндай ауытқуын мынандай жағдайда да К кілтін тұйықтап, аб өткізгішін вг өткізгішіне жақындатсақ немесе одан алыстатсақ бақылауға болады. аб өткізгішін вг-ге жақындатқанда амперметрдің нұсқама тілі К кілтін тұйықтағандағы сияқты бағытта ауытқиды; өткізгіш аб-ны өткізгіш вг-ден алыстату К кілтін ажыратқандағы сияқты бағытта амперметрдің нұсқама тілінің ауытқуына әкеп соғады. Қозғалмайтын өткізгіштер мен тұйықталған К кілті жағдайында cd — өтікізгішінде, аб өткізгішіндегі токты өзгерте отырып ток тудыруға болады. Егерде орамасының ішіне тездетіп тұракты магнит (немесе электромагнит) кіргізсек онда ол кірген сәтте А амперметрдің нұсқама тілі ауытқиды, ал магнитті шығарған уақытта амперметрдің тілінің тағы да, бірақ та басқа жаққа қарай, ауытқығанын бақылауға болады. Осындай жағдайларда пайда болатын электр токтары индукциялық токтар деп аталады, ал осы индукциялық токтардың тууына әкелетін себепкер құбылыс — индукцияның электр қозғаушы күші деп аталады. Өткізгіштердегі бұл электр қозғаушы күші (ЭҚК) осы өткізгіштер ішінде тұратын, өзгеріп отыратын магнит өрістерін ің әрекетінен пайда болады.


Магнит өрісінде орын ауыстырып тұратын өткізгіштегі индукцияның ЭҚК-нің бағыты оң қол ережесі бойынша анықталады, ол былай деп тұжырымдалады: егерде оң қолымыздың алақанын солтүстік полюсқа қаратып жайсақ, ол жазылған бас бармағымыз өткізгіш қозғалысының бағытын көрсетсе, онда қосылған төрт саусағымыз индукцияның электр қозғаушы күшінің бағытын көрсетеді.

Қозғалмайтын тұйықталған  өтікгізштің контуры   арқылы  өзгеріп   отыратын магниттік ағын өтіп   жатқан   болса онда өткізгіш индукциясының  электр қозғаушы күшінің бағытын, Максвелл ережесін  қолдана отырып табуға болады. Ол ереже былайша тұжырымдалады. Егерде өткізгіштің тұйық контуры кеміп бара жатқан магнит ағынымен тесіліп өтетін болса, онда индукцияның ЭҚК-і, бұранданың тұтқасын бұрағанда магниттік сызықтар бағытымен  ілгерілеме бұралып кіретін жағына қарай  бағытталады.

Ленц ережесі бойынша анықтайды, ол былайша тұжырымдалады: индукцияның электр қозғаушы күші әрқшанда мынандай бағытта болады, ол тудырған индукциялық ток өзін тудыратын себептерге қарама-қарсы әсер етеді.

Тұйықталған өткізгіште туатын индукцияның ЭҚК-і осы өткізгіштің контурын тесіп өтетін магниттік ағынның өзгеру жылдамдығына пропорционал. Сонымен, егерде тұйықталған өткізгіштің контурын тесіп өтетін магниттік ағын ...t секунд ішінде ...Ф-ға азайса, онда магниттік ағынның азаюы ..Ф/t-ға тең болады. Осы қатынас индукцияның ЭҚК-і болып табылады, яғни е = Ф/t- мұндағы теріс таңба белгісі индукцияның ЭҚК-і тудырған ток осы ЭҚК-і тудыратын себептерге қарама-қарсы әсер ететінін көрсетеді.

Өткізгшітің жүріп өткен һ жолын уақыт t-ға бөлгеннен шыққан бөлінді осы өткізгіштің қозғалу жылдамдығы болып табылады. Оны v әрпімен белгілесек, Е = Вlv болады. Егерде осы формулада магниттік индукция В тесламен, ұзындық l — метрмен және жылдамдық v — метр бөлінген секундпен (м/с) -берілсе, онда индукцияның ЭҚК-і вольтпен өлшенеді. Бұл формула магнит өрісіндегі өткізгіш, осы өрістің магниттік сызықтарына перпендикуляр бағытта орын ауыстырып отырса ғана дұрыс болады.

Егерде өткізгіш магниттік сызықтарды қандай да болмасын бұрышпен қиып өтетін болса, онда Е=Вlv, мұндағы а — өткізгіштің қозғалу бағыты мен магниттік индукция векторының (магниттік сызықтардың) бағытының арасындағы бұрыш.

дереккөздер[өңдеу

kk.wikipedia.org

Электромагниттік индукция. Ленц ережесі.

Сабақтың технологиялық картасы

І блок «Мақсаттылық»

Пән атауы: Физика

Мамандығы: «Негізгі мектептің шет тілі мұғалімі»

Тобы: ШТ-Д-15

Күні:17.02.2016ж

Оқытушының аты-жөні: Аманбаева Г.Қ

Сабақтың тақырыбы:

Электромагниттік индукция. Ленц ережесі.

Құзыреттілікті қалыптастырудағы сабақтың негізгі мақсаты:

Базалық

Электромагниттік индукция құбылысы және индукциялық токтың бағыты туралы Ленц ережесін меңгеруі.

Кәсіптік

Берілген тапсырмаларды, жағдаяттарды шешуде ақпаратты таңдауға шешімдер қабылдай және өз шешімінің салдарын бағалай білуі

Коммуникативтік

- нақты қоршаған ортамен байланысты есептерді шығара алу, мысалдарды шешу үшін әртүрлі ауызша және жазбаша жұмыстарын жүргізу;

- топтық тапсырмаларды бірлесіп, қауымдастықта шығара білуге үйрету;

Проблеманы шешу

Өз бетімен мақсатты жоспарлауға, дәлелдеуге және іске асыруға қалыптасуы

Сабақтың міндеттері:

Білімділік

Магнит өрісі қасиеттерін, электромагниттік индукция құбылысы және индукциялық токтың бағыты туралы Ленц ережесін және Фарадей тәжірибелерімен талдау, формулаларды пайдалана отырып есеп шығаруда қолдана білу міндеті.

Тәрбиелік

Оқушылардың білім деңгейін және білім мазмұнының тұрақтылығы мен оны игерудегі іскерлік пен дағдыны бақылау. Сабақ барысында оқушылардың дербестігін, пікір алмасуға, шығармашылық өздігінен білім алуға тәрбиелеу.

Дамытушылық

Оқу материалын талдай білу дағдысын дамыту, бақылау, салыстыру, оқылған құбылыстар мен фактілерді салыстыра білу, қорытынды жасай білуге баулу.  Жаңа білімді қолдану дағдысын дамыту, ақылға салу дағыдысын қалыптастыру.

Сабақтың типі:

Аралас

Сабақтың түрі:

Жаңа тақырыпты меңгерту

Оқытудың технологиясы:

ДОТ,МОТ, КОТ элементтері, ДЖЕГСО әдісі, түсіндіру, тест тапсырмалары, есептер шығару.

Қалыптасатын

Білім

Білік

Дағды

Электромагниттік индукция құбылысын, индукциялық токтың бағыты Ленц ережесін және Фарадей заңын біледі;

Электромагниттік индукция, индукциялық ток, айнымалы ток түрлерін, қасиеттерін ажырата білуі, электромагниттік құбылысын пайдалананып түсіндіре алады;

Индукциялық токтың бағыты, Ленц ережесі, Фарадей эаңы, Магнит ағыны, айнымалы токты тәжірибе жүзінде және практикалық түрде салысытырып, анықтай алады;

Пәнаралық байланыс:

Математика

ІІ блок «Сабақтың жабдықталуы»

Қолданылатын дидактикалық материалдар:

Таратпа материалдар

Негізгі әдебиеттер

Қосымша әдебиеттер

ОӘК

интерактивті тапсырмалар, слайд-презентация, тест тапсырмалары

Есептер

1. Жданов Л.С., Жданов Г.Л., Физика.Учебник для средних специальных учебных заведаний.-М.:Наука,1986

2. Кронгарт Б.А.,Кем В.И.,Қойшыбаев Н. Физика /Жалпы білім беретін мектептің жаратылыстану – математика бағытындағы 11-сыныбына арналған оқулық/.-Алматы: Мектеп, 2006

  1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. ФИЗИКА / Орта мектептің 10-11 сыныптарына арналған оқулық/ - Алматы: Мектеп: 2001

4. Сборник задач и вопросов по физике. Учебное пособие для средних специальных учебных заведений. / Под ред. Р.А.Гладковой. – М: Наука, 1998

5. Дондукова Р. А. Руководство по проведению лабороторных работ по физике. –М.: Высш. Шк., 1984

  1. Рымкевич А.П. Физика есептерінің жинағы. Алматы: Рауан, 1998г

1. Прокофьев В.Л., Дмитриева В.Ф. Физика. –М., 1983

2. Методика преподавания физики в средних специальных учебных заведениях /Под. Ред. Пинского А.А., Самойленко П.И. –М.: Высш. Шк., 1986

3. Рябоволов Г.И., Дадашева Н.Р., Курганова В.А. Сборник дидактических заданий по физике. –М.: Высш. Шк., 1985

4. Степанова Г.Н. Сборник задач по физике –М.: Просвещение, 1995

5. Рымкеевич А.П. Сборник задач по физике. –М.: Просвещение, 1990

Электромагниттік индукция тарауына арналған оқу әдістемедік кешен

Қолданылатын техникалық құралдар:

плакаттар, оқулық , кестелер, тест парақшасы, интерактивті тақта, гальванометр, катушка, магнит

ІІІ Блок «Ұйымдастыру – рефлекциялық»

Сабақ барысы:

Оқытушы іс-әрекеті

Оқушы іс-әрекеті

Күтілетін нәтиже

Оқыту технологиясы

І. Оқу іс-әрекетін ұйымдастыру, мотивация

-топ оқушыларын түгелдеу;

-аудиторияның сабаққа дайындығын бақылау;

-сабақ мақсатын қою;

-«Түстер терапиясы» әдісін қолдана отырып, физикалық құралдар арқылы топқа бөлу

-оқу құралдарының дайындау;

-сабаққа назар аудару;

-сабақ өтуге қолайлы жағдай

-қызығушылығы артады

Үй тапсырмасын тексеру

-Топтардың таныстырылуы

-Теориялық тапсырма (сұрақтар тізбесі)

-әр топ физикалық құралдар арқылы дайындаған материалын таныстырады;

- сұраққа жауап береді;

-теориялық, практикалық, зертханалық білімдері молаяды

-Төрт топқа төрт түрлі тапсырма беріледі, барлығы бір уақытта орындалады

ІІ. Сабақтың тақырыбы

Мақсаттың қойылуы

-Жаңа тақырыпқа байланысты теориялық түсіндірме жасау;

- Құралдардың көмегімен дәлелдеу, көз жеткізу;

- Магнит өрісінің электр тогын тудыруы туралы болжамдар

-Фарадей тәжірибелері

-Электромагниттік индукция заңы

-Ленц ережесі

-Магнит өрісінің энергиясы

-жаңа материалдарды ұғынады;

-Электр өрісін магнит өрісімен салыстыра біледі;

-Физикалық заңдылықтармен танысады;

-Магнит өрісінің энергиясын есптеуді үйренеді;

-есептер шығаруға дағдыланады;

- Электр өрісінің күштік сипаттамасын бейнелейтін жаңа құралмен танысады, жұмыс істеу принципін түсінеді;

ІІІ. Жаңа білім беру

  • Электромагниттік индукция құбылысы және Ленц ережесі (түсінік беріледі және тәжірибе жасау арқылы түсіндіріледі)

  • Магнит қасиеті, индукция заңдары (плакаттар және слайд арқылы түсіндіріледі)

  • Физикалық заңдар (кесте толтырылады )

-есеп шығаруға қажет материалдармен қаруланады;

-тәжірибе жасайды;

-физикалық ұғымдарды үш тілде жетік меңгереді

Алған білімдерін пайдалана отырып, аталған тақырып

бойынша сабақта жұмыс жасауға(есеп шығаруға) дайын болады;

ДОТ, МОТ элементтері

ІҮ. Алған білімді бекіту

  • Пысықтау сұрақтары

  • Есептер шығару (Кітаппен жұмыс)

  • Дидактикалық тапсырмалар

(кесте толтыру)

-берілген есептерді шығару;--дәптеріне түсіріп алу;

-ой-тұжырым жасау;

Формулаларды қолданып есептер шығаруды меңгереді, машықтанады, логикалық ой-өрісі дамиды;

Ү. Білімді бақылау, бағлау

Сабақта белсенділік танытып, есеп, тест сұрақтарына жауап берген оқушыларды бағалау

Білім нәтижесін сараптайды

Өз білімін бағалауды үйренеді

ҮІ. Үй тапсырмасын беру

Теориялық тапсырма: &17 Электромагниттік индукция, Ленц ережесі.

Шығармашылық тапсырма: Майкл Фарадей Максвелл Джеймс еңбектеріне реферат жасау.

А.П.Рымкевич «Физика есептер жинағы»

1-деңгей №859

2-деңгей №872

3-деңгей №873

Сабақ барысы:

I. Ұйымдастыру кезеңі.

1) оқушыларды кабинеттегі орындарына ұқыпты орнығуын қадағалау.

2). Келмеген оқушыларды белгілеу.

3). Оқушыларға сабақтың түрі мен мақсатын хабардар ету.

Оқушыларды «Түстер терапиясы» әдісін қолдана отырып, «Магнит», «Катушка», «Конденсатор», «Трансформатор» атты төрт топқа бөлу (Әр топқа команда капитандарын сайлау. Оқушылардың өз іштерінен әділ - қазылар алқасын тағайында)

ІІ. Үй тапсырмасын сұрау кезеңі: 

Ой шақыру-қызығушылықты ояту кезеңі

«Теоретиктер» кезеңі (Үй тапсырмасы бойынша топтарды таныстыру және өткен материалдар бойынша әр топқа «миға шабуыл» әдісі арқылы сұрақтар қойылады.)

ІІІ. Жаңа тақырыптың қысқаша мазмұны:

а) Магнит өрісінің электр тогын тудыруы туралы болжамдар

ә) Фарадей тәжірибелері

б) Электромагниттік индукция заңы

в) Ленц ережесі

г) Магнит өрісінің энергиясы

Х.Эрстед тәжiрибесi электр тогы өзiнiң маңындағы кеңiстiкте магнит өрiсiн туғызатындығын дәлелдейдi. Бұл дерек, өз кезегiнде электр және магнит өрiстерiнiң арасында қандай да бiр байланыс бар екенiне нұсқағандай. Осымен байланысты мынадай заңды сауал туындайды:  «керiсiнше, магнит өрiсi электр тогын туғыза ала ма?». Бұл сауалдың жауабын 1831 жылы ағылшын ғалымы М.Фарадей бердi. Фарадей тәжiрибесi өткiзгiштiң тұйық контурын тесiп өтетiн магнит ағыны өзгерген кезде ол өткiзгiште электр тогы пайда болатынын көрсеттi. Физика мен техниканың одан арғы дамуында үлкен роль атқарған бұл құбылыс электромагниттiк индукция құбылысы деп, ал сәйкес контурда пайда болған ток индукциялық ток деп аталды. Электромагниттiк индукция құбылысы кезiнде тұйық контурда индукциялық токтың тууы бұл тiзбекте осы токты туғызатын индукция электр қозғаушы күшiнiң (ЭҚК) пайда болатындығының дәлелi. Электромагниттiк индукция заңы осы индукция ЭҚК-iнiңмәнiнiң неге байланыстыболатындығынанықтайды. Бұлзаңғасәйкестұйықконтурдапайдаболатын индукция ЭҚК-i εi, сол тұйық контурмен қоршаған беттi тесiп өтетiн магнит ағынының өзгеру жылдамдығының терiс таңбамен алынған мәнiне тең, яғни

Бұл өрнектен контурды тесiп өтетiн магнит ағыны неғұрылым тез өзгерсе (артса немесе кемiсе) соғұрылым индукция ЭҚК-нiң модулi де үлкен болатындығы көрiнiп тұр. Ал электромагниттiк индукция құбылысы кезiнде контурда пайдаболатын индукциялық токтың бағыты жөнiнде не айтуға болады ?

Бұл токтың бағытын анықтауға мүмкiндiк беретiн жалпы ереженi 1833 жылы Э.Ленц ашқан. Осы ғалымның құрметiне Ленцер ежесi деп аталған бұл тұжырым мынадай: Кезкелген ток тәрiздi тұйық контурда пайда болатын индукциялық ток та өзiнiң маңында магнит өрiсiнтуғызады. Индукциялық ток, әрқашан да өзi тудырып тұрған магнит өрiсi, сол токты тудырып тұрған магнит ағынының кез келген өзгерiсiне кедергi жасайтындай болып бағытталады. Электромагниттiк индукция заңының өрнегiндегi минус таңбасы осы Ленц ережесiмен байланысты.

Ленц ережесi электромагниттiк құбылыстардағы энергияның сақталу заңының салдарыболып табылады. Мұны тұйық және тұйық емес (үзiгi бар) сақиналар мен жасаған тәжiрибе айқын көрсетедi.

Индукциялық токтың энергиясы өзкезегiнде өткiзгiштердi қыздыруға жұмсалуы, қозғалатынәртүрлiмеханизмдердiңмеханикалықэнергиясынаайналуыжәнеэнергияныңбасқатүрлерiнеауысуымүмкiн. Катушка арқылы өтiп жатқан токтың шамасы өзгерсе, онда о лкатушканың маңындағы магнит өрiсiнiң ағыны да өзгередi. Ал, өз кезегiнде бұл өзгерген магнит ағыны электромагниттiк индукция құбылысына сәйкес катушкада қайтадан индукциялық ЭҚК-iн туғызады. Осылай, тiзбектегi токтың өзгеруiнен осы тiзбектiң өзiнде қайтадан индукциялық ЭҚК-нiң пайда болуы өздiк индукция құбылысы деп аталады.

Өткiзгiш арқылы өтiп жатқан ток туғызып отырған магнит өрiсiнiң ағыны Ф сол өрiстiң магнит индукциясына пропорционал, ал магнит индукциясы өз кезегiнде тiзбектегi ток күшiнен тәуелдi, олай болса, өздiк индукция магнит ағыны сол өткiзгiштiң өзiндегi ток күшiне тура пропорционал, яғни Ф ~ I. Контурдың пiшiнiнен және ортаның магниттiк қасиеттерiнен тәуелдi болатын пропорционалдық коэффициентi L деп белгiлеп, индуктивтiлiк немесе өздiк индукция коэффициентi деп атайды. Онда

Ф = L·I

Мұндағы L – дiң бiрлiгi ретiнде 1А ток өткенде 1 Вб магнит ағынын туғызатын контурдың индуктивтiлiгi алынады. Оны 1 Генри (Гн) деп атайды. Яғни, 1 Гн = 1 Вб/А. Ленц ережесi бойынша индукциялық ЭҚК-i тiзбектегi токтың арту сәтiнде оның өсуiне, ал төмендеу сәтiнде оның кемуiне кедергi жасайды. Осы тұрғыдан алғанда өздiк индукция құбылысы механикадағы заттардың инерттiлiк қасиетiмен, ал индуктивтiлiк сәйкес инерттi масса мен баламалы.

Фарадейдiң электромагниттiк индукция заңы өз дiк индукция құбылысы  үшiн де орынды. Яғни, өздiк индукция ЭҚК-i өздiк индукция магнит ағынының өзгерiсi түрiнде мына өрнекпен анықталады

Егер өткiзгiштiң индуктивтiлiгi уақытқа байланысты өзгермейтiн болса, онда  өрнекті ескере отырып εis-тi мына түрде анықтауға болады.

Өздiк индукция құбылысын индуктивтiлiгi үлкен катушкадан, резистордан және қыздыру лампаларынан тұратын тiзбекпен жасалғант әжiрибе айқын көрсетедi

  Магниттiкөрiстiңэнергиясы. Магнит өрiсi энергиясының тығыздығы

Электр тiзбегiн ток көзiне қосқан кезде контурдағы токтың мәнi нөлден бастап артып, өзiнiң қандай да бiр I – ге тең тұрақты мәнiне жеткенше, токтың осы өзгерiсiнен пайда болатын өздiк индукция ЭҚК-iн жеңуге қарсы жұмыс жасалынуы тиiс. Энергияның сақталу заңына сәйкес бұл жасалынған жұмыс энергияның басқа түрiне, яғни осы тұйық контурдың магнит өрiсiнiң энергиясына айналады. Бұл үрдiс механикада жұмыс iстей отырып массасы m – ға тең денеге v – ға тең жылдамдық бергенге ұқсас. Бұл жағдайда дене mυ2/2-ге тең кинетикалық энергияға ие болатыны белгiлi. Осы ұқсастықты пайдалана отырып бiздiң жағдайымыздағы энергияның өрнегiнмына түрде жазуға болады

Бұл өрнекте энергияның мәнi индуктивтiлiк және тiзбектегi ток арқылы анықталған. Бiрақ бұл магнит өрiсiнiң энергиясы болғандықтан оны тiкелей осы өрiстi сипаттайтын шамалар арқылы да жазуға болады. Ол үшiн өрiс туғызып тұрған контурды ұзындығы аса үлкен катушка деп есептесек, өрiстiң бүкiл энергиясы сол катушканың iшiне жинақталады Ал катушка индуктивiгiнiң L=μμ0n2Sℓ және магнит өрiсi индукциясының B=μμ0In екенiн ескерсек, онда Мұндағы μ-ортаның магниттiк өтiмдiлiгi, μ0- магнит тұрақтысы,

S – катушканың көлденең қимасының ауданы, ℓ-катушканың ұзындығы. Ал S·ℓ=V катушканың көлемi екенiн ескерсек, онда энергия тығыздығының, яғни көлем бiрлiгiндегiэнергияның мәнiүшiн мынадай өрнектi аламыз:

Дербес жағдайда аса ұзын катушканың магнит өрiсi үшiн алынған осы өрнек өзін қандай токтардың туғызып тұрғанынан байланыссыз кез-келген магнит өрiсiүшiн де орынды болады.

Энергияның сақталу заңына сәйкес, тiзбектегi ток нөлге дейiн кемiген кезде өрiстегi жинақталған энергия қайта бөлiнiп шығады. Оны индуктивтi катушканы ток көзiнен ажыратқан кезде онымен параллель жалғанған шамның жылт етiп жанып өшкенiнен байқауға болады.

Дәптерлеріне физикалық ұғымдарды, жаңа сөздерді жазып алады, оларды үштілде жаттайды

Орысша және ағылшынша сөздер жазылады:

Электромагниттік индукция – Электромагнитная индукция – Electromagnetic induction

Фарадей заңы –закон Фарадея- Faraday's law

Индукциялық ток – Индукциалной ток- Induktsialnoy current

Магнит ағыны – Магнитное поток- The magnetic flux

Өздік индукция – Явление самоиндукции- Phenomenon of self-induction

Катушка –Reel

Индуктивтілік – Индуктивность- inductance

Ленц ережесі – Правила Ленца- Lenz's Law

Заттардағы магнит өрісі – Магнитное поле в веществе-The magnetic field in the material

Лоренц күші – Сила Лоренца- Lorentz force

IV.Жаңа тақырыпты бекіту 

«Есеп шығару» кезеңі

(топтарға бірдей екі деңгейлік есептер беріледі)

Есеп 1

Егер өріс индукциясы 0,4 Тл болған жағдайда ауданы 50 см жазық бет:

а) өріс индукциясының векторына перпендикуляр болса;

ә) индукция векторымен 450 бұрыш жасай орналасқан болса;

б) индукция векторымен 600 бұрыш жасай орналасқан болса, онда бұл бетті қандай магнит өрісі жарып өте алады?

В=0.4 Тл

S=5.10-3 м 2

А) <@=Oo 0.4Тл * 5.10-3 м 2*соs @=2*10-3Вб=2 мВб

Б) <@=45о =1.4 мВб

В) <@=60о =1 мВб

Т/к: Ф

Ф=B*S*cos @

Есеп 2

Көлденең қимасының ауданы 60 см 2 контурдың ішіндегі магнит ағыны 0.3 м Вб ге тең. Контур ішіндегі өрістің индукциясын табу керек. Өрісті біртекті деп есептеу керек.

Ф=3*10-4

S=6*10-3 м 2

Т/к: В

В=Ф/S =50 М Тл

Есеп 3

Индукциясы В = 0,2Тл бiртектi магнит өрiсiнде бойынан I = 5А ток ағып өтетiн, ұзындығы l = 15см өткiзгiш орналасқан. Өткiзгiшке F = 0,13Н –дық күш әсер етедi. Токтың бағыты мен магниттiк индукция векторы бағытының арасындағы α бұрышты анықтаңыз.

Шешуi. Өздерiңiз бiлетiндей,

сондықтан, α бұрышы мына формула арқылы анықталады:

Жауабы: Токтың бағыты мен магниттiк индукция векторы бағытының арасындағы бұрыш 60o-ты құрайды.

«Кім жүйрік» кезеңі (тест сұрақтары)

(Электромагниттік индукция және Ленц ережесі тақырыбын бекіту мақсатында тест тапсырмаларына жауап береді. Тесттiң соңында жауап беруге жұмсаған уақыты жөнiнде, дұрыс жауабын тапқан және жауап беруде қиындық туғызған сұрақтар жөнiнде толық есеп беріледі)

V.Үйге тапсырма беру 

&17 Электромагниттік индукция, Ленц ережесі. Тақырыпты қосымша деректермен толықтару

VI.Қорытынды 

а) Бағалау

ә) рефлексия

не білемін? не білдім? не білгім келеді?

infourok.ru

Электромагниттік индукция - Howling Pixel

Электромагниттік индукция дегеніміз тұйық жүйедегі магниттік толқынның өзгеруі нәтижесінен, сол тұйық жүйеде электр тоғынын пайда болуы.Электромагниттік индукция 1831 жылы 29 тамызда Майкл Фарадеймен ашылған, оның зерттеулері бойынша тұйық жүйедегі магнитті толқынның өзгеру жылдамдығы, осы жүйеде пайда болған электр қозғаушы күшке тура пропорционал екенін ашты. Электрқозғаушы күш арқылы пайда болған электр тоғы индукциялық тоқ болып аталады.
Ара қашықтағы біріне-бірі жақын орналасқан екі ab және cd параллель өткізгіштері бар деп көрейік. аb өткізгіші Б батареясының қысқыштарына қосылған, тізбек Қ кілтпен қосылады, оны тұйықтағанда өткізгіш арқылы a дан b-ға бағытталған ток жүреді. cd — өткізгішінің ұштарына сезгіш амперметр А қосылған, оның нұсқама р тілінің ауытқуы бойынша өткізгіште ток бар екеніне көз жеткізуге болады. Егерде осылай жиналған схемада К кілтті тұйықтасақ, онда тізбек тұйықталған сәтте амперемтрдің тілі ауытқып, cd— өткізгішінде ток бар екенін білдіреді, ал аз уақыт (секундтың бөлігіндей) өткеннен кейін амперметрдің нұскама тілі алғашқы (нольдік) орнына келеді. К кілтінің ажыратылуы тағы да амперметрдің нұсқама тілінің қысқа мерзімдік ауытқуына әкеп соғады, бірақта нұсқама тіл басқа жаққа ауытқып, қарама-қарсы бағыттағы токтың пайда болғанын көрсетеді. Амперметрдің нұсқама тілінің мұндай ауытқуын мынандай жағдайда да К кілтін тұйықтап, аб өткізгішін вг өткізгішіне жақындатсақ немесе одан алыстатсақ бақылауға болады. аб өткізгішін вг-ге жақындатқанда амперметрдің нұсқама тілі К кілтін тұйықтағандағы сияқты бағытта ауытқиды; өткізгіш аб-ны өткізгіш вг-ден алыстату К кілтін ажыратқандағы сияқты бағытта амперметрдің нұсқама тілінің ауытқуына әкеп соғады. Қозғалмайтын өткізгіштер мен тұйықталған К кілті жағдайында cd — өтікізгішінде, аб өткізгішіндегі токты өзгерте отырып ток тудыруға болады. Егерде орамасының ішіне тездетіп тұракты магнит (немесе электромагнит) кіргізсек онда ол кірген сәтте А амперметрдің нұсқама тілі ауытқиды, ал магнитті шығарған уақытта амперметрдің тілінің тағы да, бірақ та басқа жаққа қарай, ауытқығанын бақылауға болады. Осындай жағдайларда пайда болатын электр токтары индукциялық токтар деп аталады, ал осы индукциялық токтардың тууына әкелетін себепкер құбылыс — индукцияның электр қозғаушы күші деп аталады. Өткізгіштердегі бұл электр қозғаушы күші (ЭҚК) осы өткізгіштер ішінде тұратын, өзгеріп отыратын магнит өрістерін ің әрекетінен пайда болады.


Магнит өрісінде орын ауыстырып тұратын өткізгіштегі индукцияның ЭҚК-нің бағыты оң қол ережесі бойынша анықталады, ол былай деп тұжырымдалады: егерде оң қолымыздың алақанын солтүстік полюсқа қаратып жайсақ, ол жазылған бас бармағымыз өткізгіш қозғалысының бағытын көрсетсе, онда қосылған төрт саусағымыз индукцияның электр қозғаушы күшінің бағытын көрсетеді.

Қозғалмайтын тұйықталған  өтікгізштің контуры   арқылы  өзгеріп   отыратын магниттік ағын өтіп   жатқан   болса онда өткізгіш индукциясының  электр қозғаушы күшінің бағытын, Максвелл ережесін  қолдана отырып табуға болады. Ол ереже былайша тұжырымдалады. Егерде өткізгіштің тұйық контуры кеміп бара жатқан магнит ағынымен тесіліп өтетін болса, онда индукцияның ЭҚК-і, бұранданың тұтқасын бұрағанда магниттік сызықтар бағытымен  ілгерілеме бұралып кіретін жағына қарай  бағытталады.

Ленц ережесі бойынша анықтайды, ол былайша тұжырымдалады: индукцияның электр қозғаушы күші әрқшанда мынандай бағытта болады, ол тудырған индукциялық ток өзін тудыратын себептерге қарама-қарсы әсер етеді.

Тұйықталған өткізгіште туатын индукцияның ЭҚК-і осы өткізгіштің контурын тесіп өтетін магниттік ағынның өзгеру жылдамдығына пропорционал. Сонымен, егерде тұйықталған өткізгіштің контурын тесіп өтетін магниттік ағын ...t секунд ішінде ...Ф-ға азайса, онда магниттік ағынның азаюы ..Ф/t-ға тең болады. Осы қатынас индукцияның ЭҚК-і болып табылады, яғни е = Ф/t- мұндағы теріс таңба белгісі индукцияның ЭҚК-і тудырған ток осы ЭҚК-і тудыратын себептерге қарама-қарсы әсер ететінін көрсетеді.

Өткізгшітің жүріп өткен һ жолын уақыт t-ға бөлгеннен шыққан бөлінді осы өткізгіштің қозғалу жылдамдығы болып табылады. Оны v әрпімен белгілесек, Е = Вlv болады. Егерде осы формулада магниттік индукция В тесламен, ұзындық l — метрмен және жылдамдық v — метр бөлінген секундпен (м/с) -берілсе, онда индукцияның ЭҚК-і вольтпен өлшенеді. Бұл формула магнит өрісіндегі өткізгіш, осы өрістің магниттік сызықтарына перпендикуляр бағытта орын ауыстырып отырса ғана дұрыс болады.

Егерде өткізгіш магниттік сызықтарды қандай да болмасын бұрышпен қиып өтетін болса, онда Е=Вlv, мұндағы а — өткізгіштің қозғалу бағыты мен магниттік индукция векторының (магниттік сызықтардың) бағытының арасындағы бұрыш.

дереккөздер

  1. referat.kz


class-fizika.narod.ru/10_17.htm‎
https://www.youtube.com/watch?v=u3LbNGP6ZKM
https://www.eduspb.com/node/1776

29 тамыз

Тамыздың 29 — Григориан күнтізбесінде жылдың 241-ші күні (кібісе жылдарда 242-ші). Жылдың аяғына 124 күн қалады.

Магнетизм

Магнетизм – 1) электр токтарының, токтар мен магниттік моменті бар денелердің (магниттердің) және магниттердің араларындағы өзара әсерлесудің ерекше түрі; 2) физиканың осы өзара әсерлесуді және осындай қасиеттер білінетін заттарды (магнетиктерді) зерттейтін бөлімі. Жалпы түрде магнетизмді қозғалыстағы электрлік зарядталған бөлшектердің арасындағы материалдық өзара әсерлесудің ерекше формасы түрінде анықтауға болады. Кеңістікпен бөлінген денелердің арасында магниттік өзара әсерлесуді қамтамасыз ететін, оны бір денеден екіншісіне жеткізетін – магнит өрісі. Ол электр өрісімен қатар, материя қозғалысының электрмагниттік формасы білінуінің бірі болып табылады. Электр өрісінің көздері электр зарядтары болып табылса, ал магнит өрісі үшін ондай көздер табиғатта әзірше анықталмаған. Магнит өрісінің көзі – қозғалыстағы электрлік заряд, яғни электр тогы. Сыртқы магнит өрісінің заттарға тигізетін негізгі екі түрлі эффектісі (әсері) белгілі: 1) Фарадейдің электрмагниттік индукция заңы бойынша, сыртқы магнит өрісі затта әрқашанда индукциялық ток тудырады және бұл токтың магнит өрісінің бағыты бастапқы магнит өрісіне қарсы бағытталады (Ленц ережесі). Сондықтан, заттың сыртқы өріс тудырған магниттік моменті сыртқы өріске қарама-қарсы бағытталады; 2) егер атомның магниттік моменті 0-ден өзгеше болса (спиндік, орбиталдық немесе спин-орбиталдық), онда сыртқы өріс оны өз бағыты бойынша бағдарлауға ұмтылады. Нәтижесінде, магнит өрісіне параллель магниттік момент пайда болады, ол парамагниттік деп аталады. Атомдық магниттік моменттері бір-біріне параллель бағдарланған заттар ферромагнетиктер (ферромагниттер), ал осыған сәйкес іргелес атомдық моменттері антипараллель орналасқан заттар – антиферромагнетиктер (антиферромагниттер) деп аталады. Заттардың магниттік қасиеттерін қарастырғанда “магнетик” деп аталатын жалпылама термин пайдаланылады. Заттардың магниттік қасиеттері оларды құрайтын бөлшектердің магнетизмімен анықталады. Магнит өрісі – қозғалыстағы электр зарядтары мен магниттік моменті бар денелерге (олардың қозғалыстағы күйіне тәуелсіз) әсер ететін күштік өріс. Магнит өрісі магниттік индукция векторымен (В) сипатталады. В-ның мәні магниттік моменті бар қозғалыстағы электр зарядына және денелерге өрістің берілген нүктесінде әсер етуші күшті анықтайды. “Магнит өрісі” терминін 1845 ж. ағылшын физигі Майкл Фарадей енгізген. Макроскопиялық магнит өрісінің көздері – магниттелген денелер, тогы бар өткізгіштер және қозғалыстағы зарядталған денелер. Айнымалы магнит өрісі — электр өрісінің, ал электр өрісі магнит өрісінің уақыт бойынша өзгерісі нәтижесінде пайда болады. Электр және магнит өрістері, олардың бір-бірімен өзара әсерлері Максвелл теңдеуімен толық сипатталады. Магнит өрісінің кернеулігі (Н) мен магнит индукциясы (В) – өрістің күштік сипаттамасы. Кернеулік векторы өріс пайда болған орта қасиетіне тәуелсіз шама болса, индукция векторы қарастырылатын денедегі қорытқы өрісті сипаттайды. Сондай-ақ, индукция векторы магнит өрісінде қозғалған зарядқа әсер ететін күшті, магниттік моменті бар денеге магнит өрісінің тигізетін әсерін, өріс тарапынан байқалатын басқа да әсерлерді анықтайды. Табиғатта магнит өрісінің сан алуан түрі кездеседі. Техникада магниттік дефектоскопия мен бақылаудың магниттік әдістері кең қолданылыс тапты. Магниттік материалдар генератор, трансформатор, реле, сондай-ақ магниттік күшейткіштердің, магниттік жады (есте сақтау) элементтерінің магниттік сымдарын (өткізгіштерін), компас тілдерін, т.б. магниттік жазу таспаларын жасауда қолданылады.

Магнит (грекше magnetіs, Magnetіs lіthos – Магнесия тасы; Магнесия – Кіші Азиядағы көне қала) – магнит өрісін туғызатын дене. Магнит өрісіне ендірілгеннен дененің магниттік қасиетке ие болатын кесегі жасанды магнит деп аталады. Ал алдын-ала магниттелген ферромагнитті не ферримагнитті материалдан жасалған белгілі бір пішіні (таға тәрізді, ұзынша жолақ түрінде, т.б.) бар магнит тұрақты магнит деп аталады. Ол электроникада, радиотехникада және автоматикада тұрақты магнит өрісінің автономды көзі ретінде кеңінен қолданылады. Магнит – Fe, Co, Nі, Аl, гексогональді ферриттер, т.б. негіздегі қорытпалардан жасалады. Асқын өткізгіш материалдан жасалған орамасы бар соленоидты немесе электрмагнитті асқын өткізгішті магнит деп атайды. Оны заттардың магниттік-электрлік және оптикалық қасиеттерін, плазманы, атомдық ядроларды және элементар бөлшектерді зерттеуге арналған тәжірибелерде қолданады.

Магниттік аномалия – Жер бетіндегі магнит өрісі мәндерінің өзінің қалыпты шамасынан ауытқуы. Картада магниттік аномалия Жер магнетизмінің кейбір элементтерінің мәндері бірдей нүктелерін қосатын сызықтар арқылы кескінделеді. Аумақты қамту шамасына қарай магниттік аномалия континенталдық, регионалдық және локальдық болып бөлінеді. Континенталдық магниттік аномалия 10 – 100 мың км²-ге таралады. Ең ірі континенталдық магниттік аномалия Шығыс Сібір мен Зонд аралында орналасқан. Регионалдық магниттік аномалия 1 – 10 мың км² ауданды қамтиды. Ол жер қыртысы құрылысының ерекшеліктеріне байланысты туады. Шығыс Сібірде, Шығыс Еуропада, т.б. аудандарда регионалдық магниттік аномалиялар бар. Локалдық магниттік аномалия ауданы бірнеше м2-ден км²-ге дейінгі аумақты қамтиды.

Магниттік дауыл – Жердің магнит өрісінің күшті ұйтқуы салдарынан болатын өте қарқынды ауа ағыны (дауыл). Дауыл бірнеше сағаттан бірнеше тәулікке дейін созылады, әрі жер бетінің барлық нүктесінде бір мезгілде өтеді; өте үлкен қарқындылығы (∼5.10–2 Э-ке дейін) жоғары ендіктерде байқалады. Магниттік дауыл Күннің активті аймағынан бөлінген плазма ағыны (Күн желі) салдарынан пайда болады. Энергиясы орасан зор бөлшектердің Жер атмосферасының жоғары қабатына енуі және олардың жер магнитсферасымен әсерлесуі нәтижесінде ондағы электрлік токтардың күшеюіне және өндірілуіне (генерациялануына) әкеледі. Магниттік дауыл кезінде одан гөрі күрделірек геофизикалық процесс – магнитсфералық дауыл байқалады. Магниттік дауыл салдарынан радиотолқындарды шағылыстыратын және жұтатын ионосфера қабатының параметрлері айтарлықтай өзгереді. Оның барысында қысқа толқынды радиобайланыс едәуір қиындайды. Магниттік ұйытқу кезінде Жер атмосферасының жоғарғы қабаты қызады да, жылу төменгі – тропосфера қабатына беріледі. Нәтижесінде, тропосферада әр түрлі циркуляциялық қозғалыстар мен циклондар пайда болады.

Магниттік меридиан – геомагнит өрісінің күш сызығының Жер бетіндегі проекциясы. Барлық магниттік меридиан күрделі қисық сызықтар түрінде Жердің оңтүстік және солтүстік магниттік полюсіне жиналады. Бақылаушы (құрал) орны арқылы өтетін және геомагнит өрісінің осы нүктедегі кернеулік векторы болатын вертикаль жазықтықты магниттік меридиан жазықтығы деп атайды. Магниттік меридиан мен географиялық меридиан жазықтықтары аралығындағы бұрыш, яғни дәл осы маңдағы жер беті нүктесі магниттік бұрылу деп аталады. Жердің магниттік меридианымен қатар геомагниттік меридиан ұғымы да жиі қолданылады. Ол жер бетінің қарастырылатын нүктесі арқылы өтетін жазықтық пен солтүстік және оңтүстік геомагнит полюстерін қосатын түзу сызықтың жер бетіндегі қиылысу сызығы болып табылады.

Максвелл теориясының идеялары

Электромагниттік құбылыстар физикасына Фарадейдің қосқан негізгі жаңалығы Ньютонның алыстан әсер ету теориясынан бас тартып, кеңістікті күш сызықтарымен толтырып тұратын өріс ұғымын енгізуі еді. Ұлы Ньютонның таңқаларлық математикалық шеберлігі мен ерекше физикалық интуициясы арқылы Галилейдің негізгі идеяларын дамытқаны белгілі.

1860—1865 жылдары Максвелл электр және магнит өрістері туралы Фарадейдің идеялары негізінде және көптеген тәжірибелер нәтижелерін қорыта келе, зарядтар мен токтар жүйесі туғызатын электромагниттік өріс теориясын жасады. Максвелл теориясы ортаның ішінде өтіп жатқан, әрі электр және магнит өрістерін туғызушы ішкі механизм құбылыстарын қарастырмайды. Электромагниттік өріс теориясының негізін Максвелл теңдеулері деп аталатын теңдеулер жүйесі құрайды. Бұл теорияның математикалық аппараты күрделі болғандықтан, ол теңдеулерді қарастырмаймыз. Біз электромагниттік өріс және электромагниттік толқын туралы осы теорияның кейбір маңызды идеяларымен танысамыз.

Оң қол ережесі

Оң қол ережесі - электромагниттік индукция құбылысының салдарынан пайда болған магнит өрісінде қозғалған түзу сызықты өткізгіштегі электр өрісінің бағытын анықтайтын ереже.

Трансформатор

Трансформатор (лат. transformo – түрлендіремін) – кернеулі айнымалы токты жиілігін өзгертпей басқа кернеулі айнымалы токқа түрлендіретін статикалық электрмагниттік құрылғы. Трансформатордың жұмыс істеу принципі электро-магниттік индукция құбылысына және параметрлік эффектіге негізделген. Негізгі элементтері магнитөткізгіш және онда орналасқан бірінші реттік орамалар (БРО) мен бір немесе бірнеше екінші реттік орамалардан (ЕРО) тұрады. Трансформатордың барлық орамалары бір-бірімен индуктивті түрде, ортақ магнит өрісімен байланысқан. Бірқатар Трансформаторларда екінші реттік орама қызметін бірінші реттік ораманың бір бөлігі атқарады, мұндай Трансформаторларды автотрансформаторлар деп атайды. Бірінші реттік орамаларның шықпаларын (Трансформатордың кірісі) айнымалы кернеу көзіне, ал Екінші реттік орамаларның шықпаларын жүктемеге қосады. Бірінші реттік орамалардағы айнымалы ток магнитөткізгіште айнымалы магнит ағынын, ал Екінші реттік орамалардағы өзара индукция электр қозғаушы күш (ЭҚК) тудырады. Бірінші және екінші реттік орамалардағы кернеулердің қатынасы олардағы орамдар санының қатынасына тең болады. Түрлендіретін ток түріне қарай 1 фазалы және 3 фазалы Трансформаторлар болады. Атқаратын қызметіне қарай олар күштік немесе қоректендіру Трансформаторлары (электр энергиясын таратуға арналған), жоғары кернеулі сынақ Трансформаторлары, ток немесе кернеу импульстерін түрлендіру үшін қолданылатын импульстік Трансформаторлар, үлкен токтар мен кернеулерді өлшеуге арналған өлшеуіштік Трансформаторлары, жоғары жиілікті кернеулерді түрлендіруге арналған радиожиілікті Трансформаторлар және радиоэлектрондық құрылғылардың қоректендіруші блоктарында қолданылатын радиотрансформаторларға, т.б. бөлінеді. Импульстік Трансформаторлар мен қоректендіру Трансформаторлары бірнеше Гц-тен 2 МГц-ке дейінгі жиілікте, радиожиілікті Трансформаторлар 500 МГц-ке дейінгі жиілікте жұмыс істейді. Трансформаторлардың магнитөткізгіштігі магниттік өтімділігі жоғары материалдардан (мысалы, электртех. болат таспаларынан, магнитодиэлектриктер мен фериттерден) жасалады. Электрмен жабдықтау жүйелерінде, негізінен майлы Трансформаторлар қолданылады. Күштік Трансформаторлар Қазақстанда Кентау трансформатор зауытында шығарылған. Қазіргі кезде электр-механикалық жабдықтар осы зауыттың негізінде құрылған Трансформатор ААҚ-да шығарылады.

Трансформатор — айнымалы токтың кернеуін жоғарылатуға немесе төмендетуге арналған электр приборы. Үй жағдайында, трансформаторды пайдаланып, электр приборын кернеуі 127 В желілен кернеуі 220 В желіге және керісінше қосуға болады. Егер трансформатор жоғары кернеулі желіге ауыстырылып қосылса, онда оны кернеуі 220 В желіге қосуға болмайды. Өйткені одан алынатын жоғары кернеу (380 В-тан астам) транформаторлық және ол арқылы қосылған электр приборларының бұзылуына әкеліп соқтыруы мүмкін. Трансформатор таңдаған кезде оның қуаты электр приборларын бір мезгілде қоректендіруге арналған құрал-жабдықтардың жалпы қуатынан кем болмауын есте сақтаған жөн.

Әр түрлі құралдар мен қондырғылар тұтынатын кернеу өте кең диапазонда өзгереді. Тіпті бір электр қондырғысы әр түрлі кернеу пайдалануы мүмкін. Қуаттың тұрақты дерлік мәнінде айнымалы ток кернеуінің ток күшімен қатар өзгеруін айнымалы токтың трансформациясы дейді. Айнымалы токтың трансформациясын жүзеге асыратын құрал трансформатор деп аталады. Ол электромагниттік индукция құбылысының негізінде жұмыс істейді. Бұл құралды орыс ғалымы П . Н . Яблочков (1878 ж.) ойлап тапқан, кейін оны (1882 ж.) И . Ф . Усагин жетілдірді.

Қазіргі трансформаторлар, Фуко тогын 24-сурет азайту үшін оқшауланған пластиналардан құралған тұйық өзекшеден тұрады. Өзекше пластиналары трансформаторлық болаттан жасалады, ол өте аз шығынмен оңай қайта магниттеледі. Өзекшеге екі катушка кигізіледі (2.24-сурет). Бір катушка айнымалы ток тізбегіне қосылады, оны біріний реттік орама (катушка) дейді. Екінші катушкаға тұтынушы, яғни электр қондырғыларын қосады. Оны екінші реттік орама (катушка) деп атайды. Катушкалардың активті кедергілері аз. Генератор бірінші реттік катушкаға U1{\displaystyle U_{1}} айнымалы кернеу береді. Оның бойынан жүретін айнымалы ток трансформатордың өзекшесінде айнымалы магнит ағынын тудырады. Олай болса, бірінші реттік катушканың әр орамында өздік индукция ЭҚК-і, ал екінші реттік катушканың әр орамында дол сондай индукциялық ЭҚК-і пайда болады.
Егер бірінші реттік катушканың орам саны n1{\displaystyle n_{1}}, ал екінші реттік катушкада n2{\displaystyle n_{2}} болса, E1=en1{\displaystyle \mathrm {E} _{1}=en_{1}}, E1=en2{\displaystyle \mathrm {E} _{1}=en_{2}}, мұндағы e{\displaystyle e} — бір орамдағы индукциялық ЭҚК. Осы екі өрнектен

E1E2=n1n2{\displaystyle {\frac {\mathrm {E} _{1}}{\mathrm {E} _{2}}}={\frac {n_{1}}{n_{2}}}}(2.21)

шығады. Активті кедергі аз болғандықтан, бірінші реттік катушка үшін

U1=|E1|=n1e{\displaystyle U_{1}=|\mathrm {E} _{1}|=n_{1}e}

аламыз.

Эйнштейннің салыстырмалылық теориясы

Эйнштейннің салыстырмалылық теориясы Фарадейдің 1831 ж ашқан экспериментінің негізінде Максвелл электромагниттік толқындар теориясына сүйеніп, жарықтың табиғаты электромагниттік толқын деген ігікір айтты. Сендерге белгілі, Фарадей эксперимент аркылы электромагниттік индукция заңын ашқан. Максвелл гипотезасының мазмүны: өзгермелі магнит өрісі айнымалы қүйынды электр өрісін туғызады және керісінше. Гипотезаның дүрыстығы көптеген тәжірибелер арқылы дәлелденді. Шынында, егер кеңістіктің бір нүктесінде, суға тас лақтырғандағы сияқты, айнымалы магнит өрісі өзгеріске үшыраса, онда сол нүктеден электромагниттік толқын тарайды.Бірақ Максвелл де электромагниттік толқындар таралу үшін су бетінде тарайтын механикалык толқындар немесе орталарда тарайтын дыбыс толқындары сиякты кейбір гипотезалык серпінді орта қажет деп үйғарды. Сол кездегі физиктер үшін үйреншікті және көрнекі механикалық Әлем шеңберінен шығып жаңа электромагииттік Әлемге көшу қиын болды. "Адамдар санасына залалды эфир идеясы түпкілікті орныққаны сонша, Майкельсон мен Морли тәжірибесінің теріс нәтижесі кол жеткіз бейтіндей болып көрінді. Шынында, бүл нәтиже соншалықты айкын, біз білеміз жарықтың таралу уақыты багытқа тәуелсіз, яғни жарық Жердің козғалыс бағытымен тарай ма, жок керісінше ме, немесе оған тік бүрыш жасап тарай ма, бәрібір... Тек міне, 70 жылдан кейін Майкельсон мен Морли төжірибесінің нәтижесі қандай болу керек, ол ма, бұл экспериментті жүргізудің қажеті жоқ екені аныкталды. Бірақ ғылымда "алдын алатын оймен" жүре алмайсың. Дегенмен олардың экспериментінің қүндылығы сонда, ол бірінші болып біздің санамыз түкпіріндегі көзқарасқа жеткізді және осыны эксперимент айқындады", — деп жазды 1967 ж. Г.Бонди "Салыстырмалылық және дұрыс ой" деген кітабында. Эйнштейннің революциялық идеясы эфир туралы гипотезалық теориядан бас тартқызды. Эйнштейн бірінші болып механика мен электродинамика зандарын біріктірді және кеңістік пен уақытқа жаңа көзкарас берді. Арнайы салыстырмалылық теориясының екі постулаты негізінде ол Лоренц алған координаталарды, уақытты, денелердің сызьщтық өлшемдерін түрлендіру формулаларын қорытып алды.

Электродинамика

Электродина́мика — жалпы жағдайдағы электромагниттік өрісті және оның электр зарядына ие денелермен өзара әрекеттерін зерттейтін физиканың бөлімі.. Электродинамика пәні электрлы және магниттік құбылыстардың, электромагнитті жарқыраудың, электр тогы мен оның электромагниттік өріспен әрекеттесуі арасындағы байланыстарды қамтиды.Заманауи физикада зарядталған денелер арасындағы кез келген электрлы және магниттік өзара әрекеттесулер электромагниттік өріс аясында өтеді деп қарастырылады, сондықтан олар да электродинамиканың зерттеу аясына кіреді.

Электромагниттік алаң дегеніміз зарядталған бөлшектердің өзара әсерлесуі. жалпа электромагниттік алаңнын пайда болуына келесідей электромагниттік күштер әсер етеді:

макроәлемдегі серпімділік күші және үйкеліс күші

макроәлемдегі электромагниттік күштің әсері: атом құрылысы, молекулалардың құрылымы, олардың элементар бөлшектеріне ауысуы немесе айналуыhttp://class-fizika.narod.ru/10_1.htm

http://www.physic.kz/?p=321

Басқа тілдерде

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.

howlingpixel.com

"Электромагниттік индукция заңы ашылуы. Магнит ағыны тақырыптарын үш тілде оқыту" ашық сабақ

Оқытушы

Д.Н.Зубайрова

Пәні:

Физика

Тобы:

1аКШИ

Уақыты:

18.03.14 ж сағ:1430

Сабақтың тақырыбы:

Электромагниттік индукция заңы ашылуы. Магнит ағыны тақырыптарын үш тілде оқыту

Құзыреттілікке жеткізетін сабақтың мақсат - міндеттері:

А) ақпараттық

Б) коммуникативтік

В) проблеманы шешу

Студенттерге электромагниттік индукция құбылысы мен магнит ағыны белгілерін қалыптастыру жолдары туралы мағлұмат беру

Магнит ағыны заңдары мен формулаларын тұжырымдау, заңдылықтардың физикалық мағынасын анықтап, жүйелеу. Электромагниттік индукция заңының ашылуы мен магнит ағынын үш тілде айта білуге үйрету

Жаңа материалды меңгертуде студенттерді әр түрлі құралдарды қолданып, өз бетінше жұмыс жасауға машықтандыру арқылы өмірде кездесетін кез келген жағдайда қолдануға баулу

Сабақ типі:

Аралас

Сабақта қолданылатын педагогикалық технологиялар:

Ақпараттық-коммуникативтік технология, дамыта оқыту

Сабақтың әдісі:

Түсіндірмелі – иллюстративті, сұрақ-жауап, электронды оқулықпен жұмыс, талдау, практикалық

Пәнаралық байланыс:

Математика, информатика

Оқыту құралдары:

Компьютер, интерактивті тақта, слаид, 3D көзілдірігі, тестілеуші құрылғы, электронды оқулық

Сабақ жоспарының жобасы

Сабақтын барысы:

Оқытушының қызметі

Студенттің қызметі

Күтілетін нәтиже

I.Ұйымдастыру бөлімі

а) Сәлемдесу (Құрметті оқушылар бүгін біздің сабағымызға қонақтар қатысып отыр. Бір-бірімізге күлімдеп, сабақты жақсы көңіл-күймен бастаймыз. Отырыңыздар.)

б) Оқушыларды түгендеу

в)Сабақтың құрылымы, жоспарымен таныстыру (Бүгінгі сабақта біз магнит өрісінің қасиеттерін одан әрі терең оқып, зерттеп «Электромагниттік индукция құбылысымен» танысамыз.)

-амандасу

-оқу құралдарын әзірлейді

-сабаққа әзірлігін, жұмысқа даярлығын ұйымдастыруы

-студент пен оқытушы арасында өзара түсінік қалыптасуы

II.Үй тапсырмасын тексеру

Ой шақыру-қызығушылықты ояту кезеңі

а) Суретті карточкамен жұмыс (суретте бейнеленген құбылысты түсіндіру: түзу токтың магнит өрісі, тогы бар катушканың магнит өрісі, Ампер гипотезасы, магнит индукция векторының бағыты, сол қол ережесі: Ампер күші, Лоренц күші)

1 сурет

2 сурет

3 сурет

4 сурет

ә) «Кім шапшаң?» ойыны: 6 сұрақ (сандықшаға салынған сұрақтарға бірден жауап беру)

Физикалық

шама

I

R

Q

U

P

A

F

Өлшем бірліктері

2)Қозғалған зарядтарға

Магнит өрісінің әсері,

Жылдамдығын өзгертеді.

Өлшемдерін қарасаң,

Ньютонға ол келеді.

3)

Физикалық заңдар

Ом заңы

Лоренц күші

Ампер күші

Джоуль-Ленц заңы

Токтың жұмысы

Толық тізбек үшін Ом заңы

Формулалар

4)Тогы бар өткізгіштер

Өзара тартылады, тебіледі

Жауабын білсеңдер

Айтыңдаршы неліктен?

5) Минимал зарядтың мәні нешеге тең?

6) Сыртқы магнит өрісін әжептәуір күшейтетін заттар не деп аталады? Оларға жататындар: темір, болат, шойын, никель, кобальт, гадолиний

1 сурет Тұрақты магниттің және катушканың магнит өрісі күш сызықтарының бағыттары көрсетілген

2 сурет тұрақты жолақ магниттердегі магнит өрісін оның ішіндегі дөңгелек микротоктар тудырады

3сурет Ампер токтардың өзара әрекетін зерттей отырып, магнит өрісінің токқа белгілі бір күшпен әрекет етеді

4 сурет магнит өрісінің күш сызықтарының бағытын анықталады

Физикалық

шама

I

R

Q

U

P

A

F

Өлшем бірліктері

А

Ом

Дж

В

Вт

Дж

Н

Лоренц күші

Физикалық заңдар

Ом заңы

Лоренц күші

Ампер күші

Джоуль-Ленц заңы

Токтың жұмысы

Толық тізбек үшін Ом заңы

Формулалар

I=U/R

F=qυBsinα

F=BIlsinα

Q=A=I2Rt

A=IUt

I=Ɛ/R+r

Магниттік күштер әсерінен

(е = 1,6*10-19 Кл)

Ферромагнетиктер

-нақты жағдайларда дұрыс жауаптарын табу үшін ауызша және жазбаша қарым-қатынас құралдарын қолдануы

-берілген суретті карточка арқылы бейнеленген құбылысты түсіндіруі

-физикалық өлшем бірліктерді жатқа білуі

-өткен тақырып бойынша фомулаларды еске түсіруі

-тақырып аясында жауапты шешім қабылдауы

ІІІ.Өткен материалды қайталау арқылы жаңа материалды қабылдауға дайындық

-3D форматы арқылы «Заттардағы магнит өрісі» тақырыбында бейне ролик көрсетіледі (орыс тілінде)

- есептер шығарылады: (А-деңгей; В-деңгей; С- деңгей;)

1. Индукциясы 0,2 Тл – ге тең магнит өрісіндегі 10 Мм/с жылдамдықпен индукция сызықтарына перпендикуляр қозғалып келе жатқан протонға қандай күш әсер етеді? (qп= 1,6*10-19 Кл)

2)Көлденең қимасының ауданы 60 см2 –ге тең контурының ішіндегі магнит ағыны 0,3 мВб –ге тең. Контур ішіндегі өріс индукциясын тап.

3) Егер өріс индукциясы 0,4 Тл болған жағдайда ауданы 50 см жазық бет: а) өріс индукциясының векторына перпендикуляр болса; ә) индукция векторымен 450 бұрыш жасай орналасқан болса; б) индукция векторымен 300 бұрыш жасай орналасқан болса, онда бұл бетті қандай магнит өрісі жарып өте алады?

4) Егер өткізгіштің актив бөлігінің ұзындығы 0,1м болса, ток күші 50А болғанда өткізгішке индукциясы 10мТл магнит өрісі қандай күшпен әсер етеді? Өрістің индукция сызықтары мен ток өзара перпендикуляр.

5) Ұзындығы 20 см және массасы 4г горизонталь орналасқан өткізгіш бойымен 10А ток өтіп жатыр. Ауырлық күші Ампер күшімен теңгерілетіндей етіп өткізгішті орналастыратын магнит өрісінің индукциясын табыңдар.

6)Актив бөлігінің ұзындығы 8 см өткізгіштегі ток күші 50 А-ге тең. Ол индукциясы 20 мТл біртекті магнит өрісінде орналастырылған. Егер өткізгіш индукция сызықтарына перпендекуляр 10 см-ге орын ауыстырса, осындағы істелген жұмысты табыңдар.

Студенттер 3D көзілдірігі арқылы экранда көрсетілген бейне роликті қарайды

Өткен материалдарды еске түсіре отырып деңгейлік есептерді шығарады

-есептерді шешуге қажетті заңдылықтар мен формулаларды дұрыс қолдана білуі

-жүйелі түрде жұмыс істеуді қалыптастыру, өз ойын дәл, нақты айта білуге, тиімді пайдалануға ықпал етуі

IY.Жаңа материалды түсіндіру

-электронды оқулықпен жұмыс

-3D форматы арқылы бейне ролик көрсетіледі (орыс тілінде)

Х.Эрстед тәжiрибесi электр тогы өзiнiң маңындағы кеңiстiкте магнит өрiсiн туғызатындығын дәлелдейдi. Бұл дерек, өз кезегiнде электр және магнит өрiстерiнiң арасында қандай да бiр байланыс бар екенiне нұсқағандай. Осымен байланысты мынадай заңды сауал туындайды: «керiсiнше, магнит өрiсi электр тогын туғыза ала ма?». Бұл сауалдың жауабын 1831 жылы ағылшын ғалымы М.Фарадей бердi. Фарадей тәжiрибесi өткiзгiштiң тұйық контурын тесiп өтетiн магнит ағыны өзгерген кезде ол өткiзгiште электр тогы пайда болатынын көрсеттi. Физика мен техниканың одан арғы дамуында үлкен роль атқарған бұл құбылыс электромагниттiк индукция құбылысы деп, ал сәйкес контурда пайда болған ток индукциялық ток деп аталды. Сонда электромагниттiк индукция құбылысы дегеніміз – сыртқы магнит өрісінің өзгерісі кезінде тұйық өткізгіште индукциялық токтың пайда болу процесі.

Фарадейдің электромагнтиттік индукция заңы: сыртқы магнит өзгерісі кезінде тұйық өткізгіште пайда болған индукцияның ЭҚК-і контурды тесіп өтетін магнит ағынының өзгеру жылдамдығына тура пропорционал:

Ал электромагниттiк индукция құбылысы кезiнде контурда пайда болатын индукциялық токтың бағыты жөнiнде не айтуға болады? Бұл токтың бағытын анықтауға мүмкiндiк беретiн жалпы ереженi 1833 жылы Э.Ленц ашқан. Осы ғалымның құрметiне Ленц ережесi деп аталған бұл тұжырым мынадай: Кез келген ток тәрiздi тұйық контурда пайда болатын индукциялық ток та өзiнiң маңында магнит өрiсiн туғызады. Индукциялық ток, әрқашан да өзi тудырып тұрған магнит өрiсi, сол токты тудырып тұрған магнит ағынының кез келген өзгерiсiне кедергi жасайтындай болып бағытталады.Индукциялық токтың бағытын Ленц ережесі бойынша табады: сыртқы магнит өрісінің өзгерісі салдарынан тұйық контурда пайда болған индукциялық ток әр уақытта өзінің магнит ағынының өзгерісіне қарсы әрекет етеді.

Егер өткізгіш бойымен өтетін ток өзгерсе, онда осы өткізгіште өздік индукция тогы пайда болады. Бұл құбылыс өздік индукция деп аталады. Ол өздік индукция заңына бағынады. Бұл заң бойынша өздік индукцияның ЭҚК-і табылады:

ε =-L∆I/∆t

L –контурдың индуктивтілігі.

Катушкадағы магнит ағыны ондағы ток күшіне тура пропорционал:

Ф=LI

Магнит – өрісінің энергиясы: W=LI2/2

Өз тәжірибелерін жалпылай отырып, Фарадей мынадай қорытындыға келді: контурда пайда болатын индукцияның ЭҚК-і контурды тесіп өтетін магнит ағыны өзгерісіне тура пропорционал, яғни

ε =kФ/t.

k пропорционалдық коэффициентінің мәні магнит ағынының өлшем бірлігін таңдап алғанға тәуелді. Магнит ағынының бір секундтағы өзгерісі өзі орайтын өткізгіште бір вольтке тең ЭҚК-ін туғызу керек. SI жүйесінде ондай ағын 1Вб-ге (Вебер) сәйкес.

Магнит ағыны өрнегі: Ф=BScosα

- жаңа тақырып бойынша үш тілде физикалық терминдер жазылады

  1. Электромагниттік индукция

  1. Фарадей заңы

  1. Индукциялық ток

  1. Магнит ағыны

  2. Өздік индукция

  1. Катушка

  2. Индуктивтілік

  3. Ленц ережесі

  4. Заттардағы магнит өрісі

  1. Лоренц күші

электронды оқулықпен жұмыстанады

интерактивті тақтада көрсетілген бейне роликті тыңдайды, ой тұжырымдайды

Берілген тапсырмаларды конспектілейді, ойларын жинақтайды

Әртүрлі жағдайдағы проблемаларды анықтайды, жауапты шешім қабылдайды, өз шешімінің нәтижесін табады

Электромагниттiк индукция құбылысы кезiнде контурда пайда болатын индукциялық токтың бағыты жөнiнде айтылады

Тақырып аясында негізгі формулалар жазылады

Фарадей тәжірибелері мен заңдылықтар қорытындыланып, оқылады

дәптерлеріне физикалық ұғымдарды, жаңа сөздерді жазып алады, оларды үштілде жаттайды

Орысша және ағылшынша сөздер жазылады:

Электромагнитная индукция-Electromagnetic induction

Закон Фарадея- Faraday's law

Индукциалной ток- Induktsialnoy current

Магнитное поток- The magnetic flux

Явление самоиндукции- Phenomenon of self-induction

Катушка -reel

Индуктивность- inductance

Правила Ленца- Lenz's Law

Магнитное поле в веществе-The magnetic field in the material

Сила Лоренца- Lorentz force

-электронды оқулықпен жұмыстануы

-ұсынылған ақпаратты, қойылған міндеттерді шеше алуы,тұжырымдауы

-конспект құруға дағдылануы

-мазмұны бойынша кітапқа бағдар жасауы

- өз ойларын ұсына отырып анықтамаларды талдауы, түсіндіруі немесе өзгелердің жауаптарын дәйектеуі

-формулаларды қабылдауы, түсінуі, қолдануы

-индукция құбылысы, магнит ағыны, Ленц ережесі туралы болжамдауы

-физикалық ұғымдарды үш тілде жетік меңгеруі

Y. Жаңа білімді бекіту

1 сұрақ: Электромагниттік индукция құбылысының негізін салған кім?

2 сұрақ: Индукциялық ток қандай жағдайда пайда болады?

3 сұрақ: Контурда пайда болған индукциялық ток:

4 сұрақ: Контурда пайда болатын индукцияның ЭҚК-і формуласы

5 сұрақ: Индуктивті катушка ЭҚК көзіне қосылды. Онда жалпы токтың шамадан артып кететін кезі қандай жағдайда болады?

1 есеп: Катушканың ішіндегі магнит ағыны 32с ішінде 24мВб-ден 50мВб-ге дейін өзгерген кезде индукцияның орташа ЭҚК-і 10 В болуы үшін қанша орам саны керек?

2 есеп: Темір өзекті катушканының көлденең қимасының ауданы 20см2, ал индуктивтілігі 20мГн. Ток күшінің қандай мәнінде өзектегі магнит өрісінің индукциясы 1мТл болады? Катушканың орамдар саны 1000.

3 есеп: Индукциясы 0,2Тл болатын вертикальды біртекті магнит өрісінде горизонталь орналасқан ұзындығы 50см өткізгіш 10м/с жылдамдықпен қозғалады. Өткізгіштің жылдамдық векторы магнит өрісімен 300, ал өткізгіштің осімен 600 бұрыш жасайды. Өткізгіште пайда болатын индукцияның ЭҚК-ін табыңдар.

4 есеп: Ұзындығы 1,4 м түзу өткізгіш индукциясы 74мТл болатын біртекті магнит өрісінде орналасқан. Магнит өрісіне перпендикуляр жазықтықта өткізгіш 75рад/с бұрыштық жылдамдықпен айналады.Өткізгіш ұштарындағы потенциалдар айырымын табыңдар.

5 есеп: Ауданы 20 см2, 1000 орамнан тұратын бірқабатты катушка индукциясы 8мТл болатын біртекті магнит өрісінің күш сызықтарына параллель орналасқан. Катушканың кедергісі 30 Ом. Магнит өрісін алып тастаған кезде катушкадан қандай заряд өтеді?

1.Ленц ережесі нені анықтайды?

  1. Индукциялық токтың күшін

  2. Индукциялық токтың бағытын

  3. Индукциялық ЭҚК-ті

  4. Ток күшінің бағытын

  5. ЭҚК-ң бағытын.

2.Электр контурдың магниттік қасиеттерін анықтайтын шама:

  1. Сыйымдылық

  2. ЭҚК-і

  3. Индуктивтілік

  4. Ток күші

  5. Кернеу

3. Ток күші 2 есе артса магнит өрісінің энергиясы қалай өзгереді?

  1. 2 есе артады б) 4 есе артады с)2есе азаяды

д) 4 есе азаяды е)өзгермейді

4. Төмендегі өрнектің қайсысы электромагниттік индукция заңының өрнегі болып табылады?

а) ε =I(R+r) б) ε = с) ε=

д) ε =vBIsinα е) ε =I/(R+r)

5. Тізбекте өздік индукция ЭҚК-нің әсерінен туындайды?

  1. Сыртқы магнит өрісі әсерінің артуынан

  2. Магнит ағынының өзгеруінен

  3. Магнит ағыны әсерінің кездейсоқ өзгеруінен

  4. Сыртқы магнит өрісі ағынының кемуінен

  5. Жауаптардың дұрысы жоқ

6.Катушка ішіне темір өзекше енгізгенде ондағы магнит индукциясы қалай өзгереді?

  1. көп өседі б) азаяды

с) аз ғана өседі д) өзгермейді е)аз ғана азаяды

7. Магнит ағынының өлшем бірлігі ..

  1. Тл*м2 в) Тл/м2 с) Вт*м2 д) Вт/м2 е) Вб

8. Тоғы бар катушканың энергиясы қай жерде шоғырланған?

  1. Катушканың өткізгіштерінде

  2. Катушканың ішіндегі кеңістікте

  3. Жалғастырғыш сымдарда

  4. Анықталмаған

  5. Катушканың өткізгіштерінде және жалғастырғыш сымдарда

9.Магнит өрісін күш сызықтарымен бейнелеуді кім ұсынды?

  1. Ампер б) Фарадей с)Джоуль

д)Ньютон е)Максвелл

10. Егер зарядталған бөлшектің бастапқы жылдамдығы магнит индукциясы сызықтарына перпендикуляр болса, бөлшек магнит өрісінде қалай қозғалады?

  1. түзу сызықпен б) параболамен

с) шеңбер бойымен д) спираль бойымен

е) тыныш күйде болады

Студенттерге сұрақтар қойылады

М.Фарадей

Тұйықталған өткізгіштің контурын қиып өтетін магнит ағынының барлық өзгерісі кезінде

Өзінің магнит өрісімен бағыты индукцияны тудырушы токтың магнит өрісіне әрқашан кері әсерде болады

ε =Ф/t

Тізбекті ажыратқан кезде

Практикалық жұмысты орындайды, есептер шығарады

ε =Ф/t; ε =NBS/t=> N= ε t / Ф

N=12300

Темір өзекті катушкадағы магинт ағыны бірінші жағынан, Ф=LI тең, ал басқа жағынан Ф=BSN осыдан:

I=BSN/L=0,1A

ε=Bυlsinα. Бұл жағдайда υcosβ жылдамдықтың құрамшысы магнит ағынының өзгеруіне әреет жасамайды. Сондықтан, υsinβ болады, сонда

ε =Bυlsinαsinβ=0,43B

Өткізгіш айналған кезде, оның ұштарындағы пайда болған потенциалдар айырымы ∆φ магнит ағынының өзгеру жылдамдығымен анықталады:

∆φ=∆Ф/∆t=πl2B/T=l2Bω/2=5,4B

Магнит өрісті ажыратқан кезде катушканың орамында өздік индукцияның ЭҚК-і пайда болады: ε =NBS/t

I= ε /R <=> I=q/t

q=NBS/R=0,53мКл

Студенттер Activoiсe құрылғысы арқылы тест сұрақтарына жауап береді

Тест жұмысы жауаптары мына түрде белгіленеді

      1. б

      2. б

      3. б

      4. б

      5. б

      6. д

      7. е

      8. е

      9. а

      10. с

Тестілеуіш құрал арқылы белгілеп болғаннан кейін жауаптарының дұрыс-бұрыстығын интерактивті тақтадан көре алады

-нақтылау мен түсінуге берілген сұрақтармен жұмыс жасауы

-есептерді шығаруға дайындалуы, есептеу жүргізе алуы

-сабақ барысында игерген білімді және өздерінде қалыптасқан түсініктерді пайдаланып практикалық жұмыстарды орындауы

-өткізгіш айналған кезде, оның ұштарындағы пайда болған потенциалдар айырымы ∆φ магнит ағынының өзгеру жылдамдығымен анықталатындығын меңгеруі

-тест сұрақтарына шапшаң әрі ұтымды жауап беруге дағдылануы

-тақырып аясында жауапты шешім қабылдауы

-студенттер жауаптарын тыңдай отырып, салыстырып, талдауы

-іс-әрекеттерінің нәтижесін тексеріп, дағдылануы

YI. Қорытындылау

Бағалау.

а) бағалау

ә) рефлексия

не білемін?

не білдім?

не білгім келеді?

Әрбір студенттің сабаққа қатысы мен дайындығын атап, білімдерін бағалау

-ұсынылған ақпараттан қойылған міндеттерді шешуге қажеттісін бөліп алып алған білімдерін қолдануы

-өз іс-әрекетін бағалауы

VI. Үйге тапсырма

Физика. 10- сынып

11 –тарау, 11.1-11.2 оқу, 320-324 бб.

22- жаттығуды аяқтау

Оқушылар өз беттерімен үй жұмысын орындап, тақырыпты түгел қайталайды

Студенттер қажетті жерлерін дәптерлеріне түртіп алады

Сабақтың өз мақсатына жетуі, алған білімдерін есеп шығаруға қолдануы

Ж.Досмұхамедов атындағы педагогикалық колледж

Бекітемін: ______________

Математика кафедрасының

меңгерушісі: М.С.Жұматова

Электромагниттік индукция заңы ашылуы. Магнит ағыны тақырыптарын үш тілде оқыту

Топ: 1аКШИ-9

Оқытушы: Д.Н.Зубайрова

Орал - 2014

infourok.ru

Электромагниттік индукция (Реферат)

Тоқтардың магниттік әсерлесуі, электр тоuының магнит өрісін тудыру қабілеті ашылғаннан кейін көп ғалымдар кері процес –  магнит өрісі әсерінен электр тогын тудыру мүмкіншілігін іздестірді. Осы мәселені 1831 жылы М.Фарадей алғашқы болып шешті. Ол өткізгіштен жасалған катушканың ішіндегі магнит өрісі өзгергенде, катушкада ток пайда болатынын анықтады. Бұл құбылыс электромагниттік индукция деп аталады.

Электромагниттік индукция нәтижесінде пайда болатын электр тогын индукциялық ток деп атайды.

Тәжірибелер катушкадағы индукциялық токты әр түрлі әдістермен  тудыруға болатынын көрсетті: катушкаға магнитті кіргізуге немесе одан  шығаруға болады , катушканы магнитке кигізуге немесе магниттен суырып алуға болады. Индукциялық токтың ешқандай механикалық қозғалыс болмағанда да туындауы мүмкін . Ол үшін жақын тұрған екі катушканың біреуін ток көзімен қосу керек . Егер бірінші катушкадағы  токтың магнит өрісі екінші катушканың орамдарын олардың жазықтарынан перпендикулярлы өтетін болса, онда кез келген бірінші катушкадағы ток өзгерісі екінші катушкада индукциялық ток тудырады.

Кез келген тұйық контурда электростатистикалық күштердің жұмысы нөлге тең .

Бірақ катушканың тұйық тізбегінен өтетін магнит өрісінің кез келген өзгерісі индукциялық токты тудырады, бұл магнит өрісі өзгергенде, катушканың сымдарындағы электр зарядтарына табиғаты элекростатикалық емес күштер әсер ететіндігін көрсетеді. Осы бөгде күштердің жұмысы индукцияның электроқозғау-шы күші (ЭҚК) арқылы сипатталады.

Тәжірибенің көрсетуінше индукциялық токтың бағытын ылғи Ленц ережесі аталатын жалпы ереже анықтайды : индукциялық токтың магнит өрісі осы индукциялық токты тудыратын магнит өрісінің өзгерісін компенсациялауға тырысады.

Мысалы, катушкаға магнитті енгізгенде, катушкадағы магнит өрісі өсе бастағанда, катушкадағы туындаған индукциялық токтың магнит өрісінің бағыты кері болады және ол катушкадағы магнит өрісінің өсуін бөгейді. Оған қоса пайда болған индукциялық ток өзінің магнит өрісінің әсерімен магниттің катушкаға енуіне кедергі істейді, сондықтан индукциялық токты тудыру үшін бөгде күштер жұмыс істеу керек. Сонымен Ленц ережесі энергияның сақталу және айналу заңымен байланысты. Индукциялық электр тогының энергиясы өз бетімен пайда болуы мүмкін емес, ол мөлшері тең басқа энергиясының түрленуі арқылы пайда болады.

Индукцияның ЭҚК мәнін έ-і  тауып алу үшін келесі мысалды қарастырайық. Біртекті магнит өрісінде индукция В векторына перпендикулярлы жазықтықта екі параллель металдық стерженьді l  қашықтыққа орналасып, бір жақтағы екі ұшын байланыстырайық. Стержньге перпендикулярлы жылжымалы түзу өткізгіш олармен жанасып тұрсын.

Осы өткізгіш солдан оңға бір қалыпты жылдамдықпен қозғалғанда , өткізгіштегі әрбір электронға өткізгіш бойымен магнит өрісі жағынан Лоренц күші әсер етеді: FM = eυB

Лоренц күші әсерінен қозғалған өткізгіштегі барлық еркін электрондар қозғала бастайды және қозғалған AB өткізгіштер , екі BC мен DA стерженьнен оларды байланыстыратын тыныштықтағы CD өткізгіштен құралатын тұйық электр тізбегінде индукциялық ток пайда болады . Бір электронның B нүктеден A нүктеге орын ауыстыруында Лоренц күшінің істеген жұмысы: AAB = FM l = eυB l 

Тізбектің BC, CD және DA бөліктерінде электрондардың қозғалыс бағыты Лоренц күші векторына перпендикулярлы болғандықтан, бұл бөліктерде Лоренц күшінің жұмысы нөлге тең.

massaget.kz

46. Электромагниттік индукция. Өздік индукция құбылысы. Индуктивтілік. Өзара индукция. Ленц ережесі.

Тоқтардың магниттік әсерлесуі , электр тоғының магнит өрісінтудыру қабілеті ашылғаннан кейін көп ғалымдар кері процес – магнит өрісі әсерінен электр тогын тудыру мүмкіншілігін іздестірді . Осы мәселені 1831 жылы М.Фарадей алғашқы болып шешті . Ол өткізгіштен жасалған катушканың ішіндегі магнит өрісі өзгергенде , катушкада ток пайда болатынын анықтады.Бұл құбылыс электромагниттік индукция деп аталады . Электромагниттік индукция нәтижесінде пайда болатын электр тогын индукциялық ток деп атайды .Тәжірибелер катушкадағы индукциялық токты әр түрлі әдістермен тудыруға болатынын көрсетті: катушкаға магнитті кіргізуге немесе одан шығаруға болады , катушканы магнитке кигізуге немесе магниттен суырып алуға болады . Индукциялық токтың ешқандай механикалық қозғалыс болмағанда да туындауы мүмкін . Ол үшін жақын тұрған екі катушканың біреуін ток көзімен қосу керек . Егер бірінші катушкадағы токтың магнит өрісі екінші катушканың орамдарын олардың жазықтарынан перпендикулярлы өтетін болса , онда кез келген бірінші катушкадағы ток өзгерісі екінші катушкада индукциялық ток тудырады .Кез келген тұйық контурда электростатистикалық күштердің жұмысы нөлге тең .Бірақ катушканың тұйық тізбегінен өтетін магнит өрісінің кез келген өзгерісі индукциялық токты тудырады , бұл магнит өрісі өзгергенде , катушканың сымдарындағы электр зарядтарына табиғаты элекростатикалық емес күштер әсер ететіндігін көрсетеді . Осы бөгде күштердің жұмысы индукцияның электроқозғау-шы күші (ЭҚК) арқылы сипатталады .Тәжірибенің көрсетуінше индукциялық токтың бағытын ылғи Ленц ережесі аталатын жалпы ереже анықтайды : индукциялық токтың магнит өрісі осы индукциялық токты тудыратын магнит өрісінің өзгерісін компенсациялауға тырысады .Мысалы , катушкаға магнитті енгізгенде , катушкадағы магнит өрісі өсе бастағанда , катушкадағы туындаған индукциялық токтың магнит өрісінің бағыты кері болады және ол катушкадағы магнит өрісінің өсуін бөгейді . Оған қоса пайда болған индукциялық ток өзінің магнит өрісінің әсерімен магниттің катушкаға енуіне кедергі істейді , сондықтан индукциялық токты тудыру үшін бөгде күштер жұмыс істеу керек .Сонымен Ленц ережесі энергияның сақталу және айналу заңымен байланысты . Индукциялық электр тогының энергиясы өз бетімен пайда болуы мүмкін емес , ол мөлшері тең басқа энергиясының түрленуі арқылы пайда болады .Индукцияның ЭҚК мәнін έ і тауып алу үшін келесі мысалды қарастырайық . біртекті магнит өрісінде индукция В векторына перпендикулярлы жазықтықта екі параллель металдық стерженьді l қашықтыққа орналасып , бір жақтағы екі ұшын байланыстырайық . Стержньге перпендикулярлы жылжымалы түзу өткізгіш олармен жанасып тұрсын .Осы өткізгіш солдан оңға бір қалыпты жылдамдықпен қозғалғанда , өткізгіштегі әрбір электронға өткізгіш бойымен магнит өрісі жағынан Лоренц күші әсер етеді: FM = eυB Лоренц күші әсерінен қозғалған өткізгіштегі барлық еркін электрондар қозғала бастайды және қозғалған AB өткізгіштер , екі BC мен DA стерженьнен оларды байланыстыратын тыныштықтағы CD өткізгіштен құралатын тұйық электр тізбегінде индукциялық ток пайда болады . Бір электронның B нүктеден A нүктеге орын ауыстыруында Лоренц күшінің істеген жұмысы: AAB =FM l = eυB l Тізбектің BC , CD және DA бөліктерінде электрондардың қозғалыс бағыты Лоренц күші векторына перпендикулярлы болғандықтан , бұл бөліктерде Лоренц күшінің жұмысы нөлге тең . Ленц Ережесі, электрмагниттік индукция процесі нәтижесінде пайда болатын индукциялық ток бағытын анықтайды. Л. е. бойынша тұйықталған контурда пайда болатын индукц. ток оны тудыратын магниттік индукция ағынының өзгеруіне қарсы әсер жасайтындай болып бағытталады.

Контурдағы ток күшінің барлық өзгерісі кезінде өтетін магнит ағыны да

өзгереді. Ал магнит ағынының өзгерісі контурдың орналасқан аймағында индукция

электр өрісінің пайда болуына жағдай жасайды

Контурмен байланысқан магнит ағынына тек ондағы күшіне ғана тəуелді

емес, ол контурдың мөлшері мен формуласына, сондай-ақ қоршаған ортаның

магниттік қасиеттеріне де тəуелді. Бірақ барлық жағдайда ол контурдан өтетін ток

күшіне пропорционал, яғни

Φ = LI (1)

Мұндағы: L - өздік индукция коэффициенті немесе контурдың индуктивтігі

деп аталатын пропорционалдық коэффициент жəне ол тек контурдың

геометриялық қасиеті мен қоршаған ортаның магниттік қасиетіне тəуелді болады.

Индукция электр қозғаушы күші.

Тогы бар өткізгіштің магнит өрісінде қозғалуы кезіндегі істелетін жұмыс

Ι ⋅ΔΦ- ке тең екендігін бұрын көз жеткізгенбіз. Бұл жұмыс ток көзі энергиясының

есесінен алынуы мүмкін.

Ток көзінің Э.Қ.К. ε болсын .Δ t уақыт аралығындағы токтың толық жұмысы

ε ⋅ Ι ⋅ Δt ға тең. Оның біраз бөлігі экектрон газының кристалды решеткаға

«үйкелісін» жеңуге шығындалады, яғни I2 RΔt-ға, мұндағы R – контурдың толық

кедергісі, ал енді біраз бөлігі тогы бар өткізгіштің магнит өрісінде орын

ауыстыруға шығындалады, яғни

ε IΔt =І2 RΔt+ІΔФ

Осы формуладан ток күшін табамыз. І =ε−ΔФ / Δt /R. ΔФ / Δt қатнасы электр

қозғаушы күшті өрнектейді. Минус таңбасы оны ток көзі беретін э.қ.к. бағытына

қарсы бағытта екендігін көрсетеді. Сонымен, магнит өрісінде контур, немесе

оның бөлігі қозғалу кезінде контурдан өтетін магнит ағынының өзгерісі кезінде

қосымша э.қ.к. болады. Оны индукциялық э. қ.к. дейді.

εинд = - ΔФ / Δ t

1.Өздік индукция құбылысы.Электромагниттік индукция құбылысының өздік индукция деп аталатын дербес жағдайының практикалық маңызы өте зор. Сонда электромагниттік индукция құбылысы өткізгішпен шектелген аудан арқылы өтетін индукция ағыныөзгеретін жағдайдың бәрінде де байқалады. Егер қандай да бір тұйық контурда айнымалы ток жүрсе, онда оның туғызатын магнит өрісі тұрақты болмайды. Ендеше , осы токтың өз контурынан қоршаған аудан арқылы өтетін магнит индукциясының ағыны өзгереді . Магнит индукция ағынының өзгерісі контурда э.қ.к.-ін тудырады. Сөйтіп контурдағы токтың өзгерісі осы контурдың өзіне индукция э.қ.к.-інің тууына себепші болдады. Осы құбылыс өздік индукция деп аталады. Сонымен ,контурмен байланысты магнит ағыны осы контурдағы ток шамасына пропорционал болады, яғни Ф= LI(1) Мұндағы пропарцияналдық коэффициент L-өздік индукциякоэффициенті немесеконтурдың индуктивтігі деп аталады.бұл коэффициент өткізгіштің немесе катушканың пішініні және өлшеміне тәуелді, сонымен қатар ортаның магниттік қасиетіне де тәуелді болады. Индуктивтіктің өлшемі генри (Гн).Сонымен 1Гн деп контурдағы ток күші 1А болғанда өздік индукцияның магнит ағыны 1Вб тең болатын контурдың индуктивтілігін айтамыз.Енді өздік индукция құбылысына Фарадей заңын қолдансақ, өздік индукцияның э.қ.к.-і

εөзд=-dф\dt=-d\dt(LI).(2)

Егер де индуктивтік L=const десек, онда бұл өрнекті басқа түрде жазуға болады:

εөзд =-L*dl\dt, (3)

мұндағы минус таңбасы Ленц заңына сәйкес, контурдың индуктивтігі ондағы ток өзгерісінің кемитіндігін көрсетеді.(3) формуладан индуктивтігін табуға болады

L=-ε өзд \dl\dt (4)

Бұдан контурдың индуктивтігі өздік индукцияның э.қ.к-іне тура пропарциянал екендігін көреміз.

Енді ұзын соленоидтық индуктивтігін есептейік. Соленоидтың контуры арқылы өтетін магнит ағыны Ф=BS. Ал магнит индукциясы В=μμ0ln. Сонда Ф=μμ0lnS-ке теңболар еді. Бұл өрнек тек селоноидтың 1м ұзындығы арқылы өтетін магнит ағынынын анықтайды, себебі мұндағы n 1м ұзындыққа келетін орам саны. Соленоидтың барлық орам саны (nl) болғандықтан барлық орам саны арқылы өтетін магнит ағыны.

Ф=μμ0nlSI=μμ0IV, (5)

мұндағы V-соленоидтың көлемі. Сөйтіп соленоидтың индуктивтігі (1) өрнекке сәйкес L=Ф\I болады. Олай болса, жоғарғы формуланың екі жағын I ток күшіне бөлсек, индуктивтіктің мынадай өрнегін аламыз:

L=μμ0nV.(6)

Осы формуладан соленоидтың индуктивтігі оның орам санына , көлеміне және ортаның магниттік қасиетіне тәуелді екендігі көрінеді. Сонымен, контурдағы ток кушінің өзгерісі онда өздік индукция э.қ.к.-ін тудырады, сөйтіп контурда қосымша ток пайда болады. Осындай токтарды өздік иедукцияның экстратоктары деп атайды. Ленц ережесіне сәйкесөткізгіштерде өздік индукция салдарынан пайда болатын қосымша токтар тізбекте ағатын токтың өзгерісіне әрқашанда кедергі жасайтындай болып бағытталады. Бұл тізбектің тұйықталуы кезіндегі токтың артуымен тізбектің ажыратылуы кезіндегі токтың кемуі біртідеп өтетінін көрсетеді. Сөйтіп, тізбек тұйықталғанда яғни ток көзімен қосылғанда өздік индукциның э.қ.к. –і тізбектегі негізгі токтың артуына кедергі жасайтын ток тудырадыда, тізбек ажыратылғанда, керісінше өздік индукцияның э.қ.к.-і негізгі токтың кемуіне кедергі болатын ток тудырады.Сонымен, белгілі бір индуктивтігі бар контурдың электірлік инерттігі боладыда, контурдың индуктивтігі неғұрлым көп болса соғұрлым токтың кез-келген өзгерісіне көбірек кедергі жасауға тырысады.

2. Өзара индукция құбылысы. Кез-келген контурдағы электр токы өзгергенде осы токтың айнымалы магнит өрісі көрші контурдағы э.қ.к.-ін индукциялайды. Осы екі контурдың 1-дегі ток шамасы магнит ағымын тудырады да, осы магнит ағынының әсерінен 2-контурда индукциялық тогы пайда болады, оны гальванометр көрсетеді. Сонда 2-контурды тесіп өтетін магнит ағынын Ф21 десек онда ол мынаған тең болады.

Ф21=L21I1 (7) Сөйтіп 1- контурдағы I1 тогы өзгергенде 2-контурда Фарадей заңына сәйкес ε21 э.қ.к.-і пайда болып, ол осы контурдағы магнит ағыны өзгерісінің жылдамдығына пропарциянал болады:

Ε21=-dФ21\dt=-L21dl1\dt.

Дәл осы сияқты, 2-котурдағы ток I2болып, оның 1-контурдағы Фарадей заңына сәйкес ε21 э.қ.к.-і пайда болып, олосы контурдағы магнит ағыны өзгерісінің жылдамдығына пропарциянал болады:

Ε21=dФ21\dt.(8)

Дәл осы сияқты , 2-контурдағы ток I2 болып, оның 1-контурды тесіп өтетін магнит ағынын Ф12 десек,онда ол мына түрде жазылады: Ф12=L12*I2 (9) Егерде I2 ток өзгеретін болса онда 1-контурда ε12 э.қ.к.-і пайда болып ол осы контурдағы магнит ағыны өзгерісінің жылдамдығына пропорционал болады:

Ε12=dФ12/dt=-L12*dI2/dt (10)

(8) және (10) теңдеулеріндегі L12 және L21 пропорционалдық коэффиициенттері контурлардың өзара индуктивтіліктері деп аталады. Сөйтіп екі контурдын өзара тең бір ғана индуктивтік коэффиценті болады деп аламыз.Өзара индукцияның индуктивтігі контурлардың геометриялық пішініне, олардың өзара орналасуына және контурды қоршаған ортаның магниттік қасиетіне тәуелді болады..

studfiles.net

Электромагниттік индукция - презентация, доклад, проект

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать её на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: [email protected]

Мы в социальных сетях

Социальные сети давно стали неотъемлемой частью нашей жизни. Мы узнаем из них новости, общаемся с друзьями, участвуем в интерактивных клубах по интересам

ВКонтакте >

Что такое Myslide.ru?

Myslide.ru - это сайт презентаций, докладов, проектов в формате PowerPoint. Мы помогаем учителям, школьникам, студентам, преподавателям хранить и обмениваться своими учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей >

myslide.ru

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *