Если левую руку расположить в магнитном поле так, чтобы силовые линии входили в ладонь, а четыре пальца были направлены по току, то отогнутый большой палец укажет направление силы, действующей на проводник – гласит правило левой руки.
Интерактивный учебник: Действие магнитного поля на проводник с током. Электродвигатели.
1. Действие магнитного поля на прямолинейный проводник с током
Опыт Эрстеда показал, что электрический ток порождает магнитное поле, действующее на магнитную стрелку, и поворачивает ее так, что она располагается перпендикулярно проводнику, по которому идет ток. Изучим это явление более тщательно. Соберем установку, изображенную на рисунке.
Пока тока в проводнике нет, магнитное поле на него не действует, в чем нетрудно убедиться, перемещая магниты.
Следовательно, магнитное поле не действует на неподвижные электрические заряды. При замыкании ключа проводник начинает выталкиваться из магнитного поля, при размыкании — возвращается в исходное положение.
Опыт Эрстеда показал, что электрический ток порождает магнитное поле, действующее на магнитную стрелку, и поворачивает ее так, что она располагается перпендикулярно проводнику, по которому идет ток. Изучим это явление более тщательно. Соберем установку, изображенную на рисунке.
Пока тока в проводнике нет, магнитное поле на него не действует, в чем нетрудно убедиться, перемещая магниты.
Следовательно, магнитное поле не действует на неподвижные электрические заряды. При замыкании ключа проводник начинает выталкиваться из магнитного поля, при размыкании — возвращается в исходное положение.
Делаем вывод:
- на проводник с током со стороны магнитного поля действует сила. Эта сила называется силой Ампера.
Опыты показывают, что сила Ампера пропорциональна силе тока в проводнике и длине активной части проводника. Она увеличивается при увеличении интенсивности магнитного поля и зависит от расположения проводника в магнитном поле.
В случае, когда проводник с током расположен перпендикулярно к вектору магнитной индукции, направление силы Ампера можно найти по правилу левой руки:
- если раскрытую ладонь левой руки расположить так, чтобы силовые линии магнитного поля входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали направление тока в проводнике, то отогнутый в плоскости ладони большой палец покажет направление силы, действующей на проводник со стороны магнитного поля.
При изменении направления электрического тока в проводнике меняется и направление движения проводника, а значит, и силы, что на него действует.
2. Рамка с током в магнитном поле
Мы уже знаем, что магнитное поле оказывает ориентировочную действие на магнитную стрелку. Докажем, что подобное действие магнитное поле оказывает и на рамку с током.
Поворот рамки объясняем, применяя правило левой руки к каждой вертикальной участки рамки. При изменении направления тока в рамке она будет возвращаться в обратном направлении. То же самое мы наблюдаем, поменяв местами полюса магнита.
Магнитное поле, действуя на вертикальные стороны рамки, заставляет ее поворачиваться так, что ее плоскость располагается перпендикулярно к силовым линиям поля. При этом по инерции рамка каждый раз проходит немного дальше от положения равновесия. Если в момент прохождения рамкой положения равновесия каждый раз менять направление тока в ней, то она будет непрерывно вращаться.
Необходимо обратить внимание учащихся на то, что вращение рамки происходит в результате действия магнитного поля на проводники с током и что в этом процессе происходит преобразование электрической энергии в механическую. Принцип строения электродвигателей базируется именно на данном явлении.
3. Строение электродвигателя постоянного тока
В электродвигателях обмотка состоит из большого числа витков проволоки. Магнитное поле, в котором вращается якорь такого двигателя, создается сильным электромагнитом. Электромагнит питается током от того же источника, что и обмотка якоря.
Двигатели постоянного тока нашли широкое применение в транспорте (электровозы, трамваи, троллейбусы).
ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА
1). Качественные вопросы
1. В троллейбусах установлены электродвигатели постоянного тока. Притягиваются или отталкиваются провода троллейбусной линии? (Ответ: отталкиваются, поскольку токи текут по ним в противоположных направлениях.)
2. От чего зависит сила, действующая на прямолинейный проводник с током в магнитном поле?
3. Как можно изменить направление движения проводника с током в магнитном поле?
2). Учимся решать задачи
1. На рисунке показаны полюса магнитов и проводник, в котором сила тока направлена перпендикулярно к плоскости чертежа к нам. Определите направление силы Лоренца.
3. На рисунке показаны полюса магнитов и проводника, на который действует сила Ампера. Определите направление силы тока в проводнике.
Что мы узнали на уроке
· На проводник с током со стороны магнитного поля действует сила. Эта сила называется силой Ампера.
· Правило левой руки: если раскрытую ладонь левой руки расположить так, чтобы силовые линии магнитного поля входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали направление тока в проводнике, то отогнутый в плоскости ладони большой палец покажет направление силы, действующей на проводник со стороны магнитного поля.
Комментариев нет:
Отправить комментарий