Струмопровідне магнітне поле
(Петра Горват - 8 клас)
Каркас провідника, аркуш з оргскла, залізні стружки, листівка, блок живлення.
Опис експерименту:
На струмопровідну раму подається напруга, щоб через неї протікав струм. Провідний каркас укладений у двошаровий аркуш з оргскла, де між двома шарами розташовані залізні стружки. На магнітний ефект струму свідчить рух залізних стружок. Сформоване магнітне поле ілюструється залізними стружками, розташованими уздовж концентричних кіл.
Взаємодія струмопровідних провідників
(Петра Горват - 10 клас)
Стрічки з алюмінієвої фольги, підставка Бунзена, дроти, затискачі для крокодила, блок живлення
Повісьте дві довгі смужки алюмінієвої фольги поруч на підставці Бунзена, паралельно одна одній. Подайте напругу на смуги з алюмінієвої фольги. Якщо струми в одному напрямку, смуги алюмінієвої фольги притягують одна одну, у випадку струмів в протилежних напрямках смуги «виступають», тому вони відштовхують одна одну.
Електромагнітна індукція руху
(Петра Горват - підготовка до випуску середнього рівня)
Багатообертові котушки, вольтметр, магніти на 2 бар, дріт
Опис експерименту:
Підключіть котушку до вольтметра. Наблизьте магніт стрижня ближче до котушки. Те, що ми переживаємо?
Зніміть магніт із котушки!
Виконайте експеримент із двома стрижневими магнітами!
Змініть швидкість наближення!
Повторіть перший експеримент із котушкою з іншою кількістю витків, ніж раніше!
(Петра Горват - 12 клас)
Неодимовий магніт, мідний стрижень, залізний кулька
Опис експерименту:
Помістіть неодимовий магніт у мідний стрижень. Повторіть експеримент із залізною кулькою з однаковим геометричним параметром!
Закон Ленца з маятником
(Золтан Юхас - 10 клас)
Зміна магнітного поля в провіднику створює вихровий струм, вплив якого запобігає його дії.
міцний прутковий магніт (наприклад, NdFeB) та залізо однакового розміру
підставка, шнурок, алюмінієвий лист
Опис експерименту:
Спочатку прикріпіть залізну планку до підставки як маятник, щоб вона могла коливатися як маятник на невеликій висоті над алюмінієвою пластиною, розміщеною під нею. Вийдіть зі свого положення рівноваги і дайте йому розгойдуватися. Повторіть експеримент і з магнітом.
- Те, що ми переживаємо?
- Пояснимо явище!
Маятник заліза тривалий час коливається звичним способом. При цьому коливання магнітного маятника швидко згасають.
Хоча магніт не притягує алюміній, змінний магнітний потік створює в ньому вихровий струм. В результаті магнітне поле пускового струму прямо протилежне магнітному полю, яке його створює, так що коли маятник наближається до алюмінієвого листа, він відштовхується від магнітного поля струму листа, коли він рухається проти нього, це приваблює.
(Петра Горват - 8 клас)
2 котушки різної швидкості, залізний сердечник, дроти, блок живлення, мультиметр
Опис експерименту:
Помістіть котушки на загальний залізний сердечник. У першому випадку подайте змінну напругу на котушку з меншою кількістю витків.Зчитайте величину індукованої напруги на мультиметрі, підключеному до іншої котушки. Повторіть експеримент, змінюючи напругу.
На другому етапі змінна напруга подається на котушку з більшою швидкістю, а значення індукованої напруги зчитується з мультиметра, підключеного до котушки з нижчою швидкістю.
У першому випадку ми виконали перетворення вгору, у другому - перетворення.
В обох випадках можна встановити пряму пропорційність між швидкостями та напругами.
(Петра Горват - 12 клас)
2 лампочки з однаковим опором, 2 трансформатори, дроти, блок живлення
Опис експерименту:
Перемкніть напругу змінного струму на одну з лампочок, дотримуйтесь максимальну яскравість.
Поєднайте дві лампочки послідовно і увімкніть живлення. Цибулини світяться тьмяніше. Одна лампочка моделює лінію електропередачі, а інша - споживача.
Застосуйте перетворення між джерелом живлення та лампочкою, що представляє лінію електропередачі, і перетворення між лампочкою, що моделює лінію електропередачі, та споживачем. Лампочка лінії електропередачі не горить, а споживча лампочка горить яскравішим світлом, ніж те, що спостерігалося в попередньому серійному підключенні.
(Золтан Юхас - 12 клас)
Інструменти:
Суцільна проводка, багатопоточна первинна котушка, запірна залізна жила.
Деякі вторинні котушки з різьбленням із затискачами для цвяхів.
Паять олов'яний дріт, поворотні дроти, вимикач, з'єднання змінного струму 230 В.
Опис експерименту:
Зберіть трансформатор, як показано на малюнку. Кінчики нігтів, скріплених у вторинному колі, повинні просто торкатися. Підключіть первинний контур через захисний вимикач до джерела живлення змінного струму 230 В. На короткий час увімкніть трансформатор в ланцюзі!
- Будьте гранично обережні під час експерименту!
- Експлуатуйте трансформатор недовго, стежачи за тим, щоб не перегрітись!
- Зверніть увагу, що відбувається!
- Шукаємо пояснення явищ!
Наші спостереження та пояснення явищ:
У випадку ідеально навантаженого трансформатора можна записати наступне співвідношення, знаючи швидкості, напругу та струм, підключені до первинної котушки:
У котушці з низьким різьбленням генерується великий струм. Під час зварювання контакт двох матеріалів не ідеальний, тут опір вторинного контуру найвищий, тобто тут метал нагрівається найкраще, енерговиділення тут найбільше, настільки, що відповідний метал плавиться.
Оскільки це значне вивільнення енергії, споживання енергії трансформатора також велике!
(Золтан Юхас - 12 клас)
Інструменти:
Суцільна проводка, багатопоточна первинна котушка, запірна залізна жила.
Однопрохідне керамічне плавильне корито.
Паять олов'яний дріт, поворотні дроти, вимикач, з'єднання змінного струму 230 В
Опис експерименту:
Зберіть трансформатор, встановивши металевий плавильний жолоб на замикається залізний сердечник поруч із багатообертовою первинною котушкою. Тоді це відповідає однопрохідній вторинній котушці.
Помістіть паяльник у керамічну жолоб так, щоб він утворював замкнуту металеву петлю.
Підключіть первинний контур через захисний вимикач до джерела живлення змінного струму 230 В. На короткий час увімкніть трансформатор в ланцюзі!
- Будьте гранично обережні під час експерименту.
- Експлуатуйте трансформатор недовго, стежачи за тим, щоб не перегрітись.
- Спостерігайте, що відбувається в кожному експерименті.
- Шукаємо пояснення явищ!
Наші спостереження та пояснення явищ:
У випадку ідеально навантаженого трансформатора можна записати наступне співвідношення, знаючи швидкості, напругу та струм, підключені до первинної котушки:
У однопрохідній котушці генерується дуже високий струм. Енергія, яку віддає металевий резистор, з’являється у вигляді тепла, відповідний метал плавиться.
Оскільки це значне вивільнення енергії, споживання енергії трансформатора також є великим!
(Золтан Юхас - 10 клас)
електромагнітні котушки (близько 500 ниток), залізний сердечник із підставкою або основою, кільця Ленца
поворотні дроти, 230В перемикається з'єднання змінного струму
Опис експерименту:
Помістіть котушку приблизно з 500 ниток на відкритий залізний сердечник з основою або підставкою, а потім натягніть алюмінієве кільце на залізний сердечник, як показано. Підключіть котушку до мережі змінного струму 230 В, але поки не подайте напругу на котушку! Увімкніть котушку на дуже короткий час. У той момент, коли живлення вмикається, котушка спрацьовує обруч високо.
- Повторіть експеримент із кільцями різної ваги та матеріальних якостей.
- Зверніть увагу, що якщо ви покладете більше кілець на залізний сердечник котушки, гармата буде стріляти набагато вище.
- Якщо є відповідна котушка, залиште котушку на залізному сердечнику, залишаючи котушку включеною.
Зміна магнітного поля породжує вихрове електричне поле, внаслідок чого у провіднику утворюється вихровий струм, магнітний ефект якого перешкоджає його дії.
(Золтан Юхаш - 11 клас)
Інструменти:
2 дипольні антени (передавач і приймач)
джерело змінного струму (9-12В)
осцилограф, металева сітка, дроти
Опис експерименту:
Підключіть приймальну антену до осцилографа. Надайте передавач відповідної напруги та поверніть його до приймача, прибл. 30-50см. Увімкніть осцилограф і відрегулюйте його так, щоб видимий сигнал передавача був видно на дисплеї, для цього ви також можете переміщати приймач вперед і назад у напрямку передавача, якщо це необхідно.
- Поверніть передавач або приймач з вертикального положення в горизонтальне, а потім назад.
- Помістіть металеву сітку між двома антенами, спочатку з горизонтальною решіткою, а потім з вертикальною.
- Постійно обертайте сітку між двома антенами.
- Що ми переживаємо? Поясніть явища!
Через свою природу дипольна антена випромінює поляризоване ЕМ випромінювання. Покупець добре сприймає це в тому самому положенні, що і передавач, повернення якого призведе до зупинки прийому.
Розміщуючи між двома антенами металеву сітку з вертикальною решіткою, електричне поле прискорює частинки носія заряду в металі, вони переймають енергію ЕМ-поля, в цьому випадку приймач не виявляє сигнал. Обертаючи металеву сітку в горизонтальне положення, електричне поле не може вібрувати металеві електрони належним чином. Таким чином, електромагнітна хвиля проникає в сітку.
(Золтан Юхаш - 11 клас)
2 дипольні антени (передавач і приймач), джерело живлення змінного струму 10-12В
осцилограф, дроти
металева пластина, пластикова призма, пластикова лінза конденсатора, металевий шланг
Опис експерименту:
Підключіть приймальну антену до осцилографа. Надайте передавач відповідної напруги та поверніть його до приймача, прибл. 30-50см. Увімкніть осцилограф і відрегулюйте його так, щоб видимий сигнал передавача був видно на дисплеї, для цього ви також можете переміщати приймач вперед-назад у напрямку передавача, якщо це необхідно.
- Направляйте передавач так, щоб приймач не розпізнавав сигнал, потім розташуйте металеву пластину так, щоб промені передавача відбивались від дзеркала до приймача.
- Розмістіть призму і передавач так, щоб випромінювання від передавача було виявлено приймачем.
- Направте передавач на приймач і помістіть між ними пластикову лінзу або, якщо потрібно, трохи посуньте її вперед-назад.
- Управляйте передавачем так, щоб приймач не розпізнавав сигнал, а потім використовуйте шланг для передачі сигналу приймачу.
- Запишіть наші коментарі.
Електромагнітні хвилі поводяться точно так само, як і видиме світло, тобто всі відносини, що стосуються видимого світла, можна інтерпретувати для будь-якої електромагнітної хвилі.
(Золтан Юхас - підготовка до випускного)
2 дипольні антени (передавач і приймач), джерело живлення змінного струму (9-12 В)
осцилограф, дроти, суцільна металева пластина, перфорована металева пластина
Опис експерименту:
Підключіть приймальну антену до осцилографа. Надайте передавач відповідної напруги та поверніть його до приймача, прибл. 30-50см. Увімкніть осцилограф і відрегулюйте його так, щоб видимий сигнал передавача був видно на дисплеї, для цього ви також можете переміщати приймач вперед і назад у напрямку передавача, якщо це необхідно.
Потім розмістіть дві металеві пластини приблизно на На відстані 50 см вставте передавач у перфоровану металеву пластину та розмістіть приймач між металевими пластинами. Переміщуючи приймач, ми можемо побачити хороші або менш хороші сигнали на екрані осцилографа. Посуньте суцільну металеву пластину настільки, що вона дуже хороша або не бачити жодних знаків на дисплеї. Потім між двома металевими пластинами утворюється електромагнітна стояча хвиля з точками набухання та вузлами.
- Позначте положення приймача в одній з точок набухання.
- Перемістіть приймач до (або подалі) від передавача через 10 місць набухання. Позначте свою позицію ще раз.
- Виміряйте відстань між двома положеннями та визначте довжину хвилі електромагнітного випромінювання.
Оскільки кожне друге місце набухання розташоване на відстані l один від одного, довжина хвилі випромінювання, випромінюваного дипольною антеною, становить 5-ту частину виміряної відстані.