Меню

Что такое магнитное действие тока 8 класс

Проект «Магнитное действие электрического тока» (8 класс)

Выбранный для просмотра документ Krossvord.pdf

Кроссворд « Электромагнитные явления».

В каждую клетку, включая нумерованную, напишите по букве так, чтобы по горизонтали получить слова: 1. Ученый, впервые обнаруживший взаимодействие электрического тока и магнитной стрелки. 2. Место магнита, где наблюдаются наиболее сильные магнитные действия. 3. Устройство, работающее на слабых токах, при помощи которого можно управлять электрической цепью с сильными токами. 4. Изобретатель первого в мире телеграфного аппарата, печатающего буквы 5. и 6. Приборы, совместное пользование которыми позволяет передавать звук на далёкие расстояния. 7. Изобретатель электромагнитного телеграфа и азбуки из точек в тире. 8. Учёный, объяснивший намагниченность молекул железа электрическим током. 9. Прибор, служащий для ориентации на местности, основной частью которого является магнитная стрелка. 10. Русский ученый, который изобрел первый электрический телеграф с магнитными стрелками. 11. Одна из основных частей приборов 5 и 6, названных выше. 12. Приемник тока, служащий для превращения электрической энергии в механическую.

13. Вещество, из которого делают постоянные магниты.

По горизонтали: 1. Эрстед. 2. Полюс. 3. Реле. 4. Якоби. 5. Телефон. 6. Микрофон. 7. Морзе. 8. Ампер. 9.

Компас. 10. Шиллинг. 11. Мембрана. 12. Электродвигатель. 13. Сталь. По вертикали: электромагнит.

Выбранный для просмотра документ ocenivanie_bukleta.pdf

Критерии оценивания буклета

Выбранная тематика: ___________________

Основной дизайн (максимально 15 баллов)

Легко ли читать вашу публикацию?

Насколько эффективно используется пространство в вашей публикации?

Эффективно ли вы использовали возможности иллюстративного материала?

Общая оценка

Физические выкладки (максимально 25 баллов)

Насколько точно представлены данные исследований?

Даются ли объяснения исследованиям?

Даются ли выводы?

Даются ли примеры по теме?

Есть ли графики, диаграммы, поясняющие рисунки?

Общая оценка

Содержание (максимально 25 баллов)

Насколько эффективно обобщается информация?

Грамматика и синтаксис.

Есть ли перспективы развития данной тематики?

Насколько творчески и увлекательно подобраны материалы?

Есть ли цитирование источников?

Общая оценка

Оценка отдельных параметров:

2 = требуется доработка

Максимальная суммарная оценка (65 баллов)

Выбранный для просмотра документ ocenivanie_proekta.pdf

Оценочная таблица проекта

Связь с программой и учебным планом

Соблюдение авторских прав

Использование педагогических технологий

Работа в группе

Оценивание успеваемости учащихся

Организация применения проекта в школе

Итоговое количество баллов

Выбранный для просмотра документ prezentacia.pdf

Магнитное действие электрического тока

Известно ли вам.

➲ Что такое магнитное поле?

➲ Где существует магнитное поле?

➲ Какова роль магнитного действия тока в окружающем нас мире?

➲ Почему звенит звонок?

Какую роль играет магнитное действие тока в нашей жизни

Вам и нтересно. Возможные ответы:

➲ Как работает притягивает удар электрический ник.Электроны, дви звонок? жущиеся вокруг

➲ Почему притя- атомного ядра, со гивает магнит? здают микротоки.

➲ Как работают ➲ В бытовых прибо бытовые прибо- рах находятся ры? электрические

Всему бывает причина

➲ На уроках физики мы учим теории и законы.

➲ И иногда кажется, что эти знания не имеют никакого отношения к нашей жизни.

➲ Давайте попробуем объяснить некоторые общеизвестные «непонятные» и «загадочные» факты, основываясь на знаниях курса физики.

➲ А для исследований возьмем.

Магнитное действие тока

Что нам предстоит сделать:

➲ «мозговой штурм»(формулирование тем исследований учеников);

➲ формирование групп для проведения исследований, выдвижение гипотез решения проблемы;

➲ выбор творческого названия проекта;

➲ обсуждение плана работы индивидуально или в группе;

➲ обсуждение со школьниками возможных источников информации;

➲ самостоятельная работа учащихся по обсуждению задания в группах;

➲ самостоятельная работа групп по выполнению заданий, подготовка презентаций и публикаций;

➲ защита полученных результатов и выводов.

Чтобы начать исследования, нам нужно.

Разбить класс на 3 группы:

1 группа — «Где существует магнитное поле?».

2 группа — «Какова роль магнитного действия тока в окружающем нас мире?».

3 группа — «Почему звенит звонок?».

Обсудить план работы в группах:

1 группа — изучить теоретический материал, графически изобразить магнитное поле, сформулировать

определение магнитного поля, линий магнитного поля;

2 группа — провести поиск информации о магнитных явлениях в природе и окружающем нас мире; 3 группа — провести лабораторные опыты.

Итог реализации проекта

1 группа — выпуск презентации;

2 группа — оформление 2 стороны буклета;3 группа — оформление 1 стороны буклета.

Защита полученных результатов.

Удачи юным исследователям!

Если вас заинтересовала тема нашего проекта, то предлагаем познакомиться со списком литературы

Список литературы:

➲ Физика. 8кл.: Учебник для общеобразоват. учеб. заведений.- 6-е изд., стереотип.М.:Дрофа, 2004.-192с.:ил.

➲ Лукашик В.И. Сборник задач по физике для 7-9 классов общеобразовательных

учреждений /Лукашик В.И., Иванова Е.В.- 15е изд.-М.: просвещение, 2002-224 с.: ил.

Выбранный для просмотра документ project_viscard_template.doc

Шаблон «Визитной карточки» проекта

Фамилия, имя, отчество

Тутаев Владимир Александрович

Номер, название школы

МБОУ «Ромашкинская СОШ»

Название темы вашего учебного проекта

Магнитное действие электрического тока

Краткое содержание проекта

Проект разработан в рамках программы по физике в 8 классе при изучении темы: Электромагнитные явления. В проекте рассматриваются физические свойства постоянного магнита, магнитного действия тока и их роль в окружающем нас мире. Цель проекта научить детей использовать эти знания не только в учебно-познавательном процессе, но и в повседневной жизни. В ходе выполнения проекта ученики используют межпредметные связи, ищут более эффективные пути решения задач проекта, учатся сетевому общению в Интернете, знакомятся с особенностями проектной методики обучения. Проект создается на основе проведенных исследований, обзора литературы, использования медиа — ресурсов. Организация деятельности учащихся в ходе проекта предполагает создание ими итогового продукта (презентации, буклета) в котором отражены результаты исследования по той или иной теме курса. Проект учит сознательно использовать знания и побуждает к разностороннему их применению.

Приблизительная продолжительность проекта

Содержание, соответствующее образовательным стандартам

Государственные образовательные стандарты по физике направлены на достижение следующих целей:

· развитие творческих, коммуникативных и организаторских способностей; воспитание трудолюбия и культуры созидательного труда, ответственности за результаты своего труда;

· приобретение опыта применения и технологических знаний и умений в самостоятельной практической деятельности.

· овладение умениями работать с различными видами информации с помощью компьютера и других средств информационных и коммуникационных технологий (ИКТ), организовывать собственную информационную деятельность и планировать ее результаты;

· развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей средствами ИКТ;

· формирование целостного представления о мире, основанного на приобретенных знаниях, умениях, навыках и способах деятельности;

· приобретение опыта разнообразной деятельности (индивидуальной и коллективной), опыта познания и самопознания;

· подготовка к осуществлению осознанного выбора индивидуальной образовательной или профессиональной траектории.

· освоение знаний о физических явлениях; величинах, характеризующих эти явления; законах, которым они подчиняются, о методах научного познания природы и формирование на этой основе представлений о физической картине мира;

· овладение умениями проводить наблюдения природных явлений, описывать и обобщать результаты наблюдений, применять полученные знания для объяснения природных явлений и процессов, для решения физических задач.

Планируемые результаты обучения

После завершения проекта учащиеся смогут:

· объяснять необходимость знаний значения и роли магнитного действия тока в окружающем нас мире;

· описывать и объяснять магнитное действие электрического тока, как физическое явление;

· приводить примеры практического использования магнитного действия тока;

· проводить самостоятельный поиск информации;

· использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни;

· создавать компьютерную презентацию;

· работать в команде;

· уважать различные мнения;

Вопросы, направляющие проект

Каков был бы мир без магнитного действия электрического тока?

Проблемные вопросы учебной темы

l Где существует магнитное поле?

l Какова роль магнитного действия тока в окружающем нас мире?

l Как работают устройства, основанные на принципе магнитного действия электрического тока?

l Как определить существование магнитного поля?

l Какая величина характеризует магнитное поле?

l Как графически изобразить магнитное поле?

l Как действует электромагнит?

l Как работает электродвигатель?

Читайте также:  Уравнение максвелла для полного тока

До работы над проектом

Ученики работают над проектом и выполняют задания

После завершения работы над проектом

1. Обсуждение плана проведения проекта в школе. План проекта.

1. Направление поиска информации в Интернете

2. Оценочные листы для групп учащихся ( создание буклета )

3. Бланки контроля

3. Таблицы общего оценивания

4. Итоговое обсуждение

Описание методов оценивания

В начале проектной деятельности необходимо провести оценку начальных знаний учащихся ( презентация учителя )

Учитывая требования стандарта , составляются критерии оценивания будущих работ ( буклет и презентация ), по которым происходит контроль и самоконтроль в группах. По итогам работы каждой группы учителями ведутся бланки контроля, где отмечаются своевременность выполнения работы, правильность ее выполнения, логичность изложения и подачи информации, источники информации, творческий подход, умение делать выводы, соответствие целей результатам работы. Это позволяет своевременно скорректировать работу групп в нужном направлении и обеспечить обратную связь. Для выполнения работ учащимися разработаны дидактические материалы ( пример1 , пример2 ).

После завершения работы над проектом проводится итоговое обсуждение, где заслушиваются выступления учащихся с итогами своей работы. Здесь в первую очередь оценивается умение аргументировано выступать перед аудиторией, участвовать в обсуждении, задавать вопросы, краткость и полнота выступлений, грамотность, творческий подход.

В ходе выступлений группы демонстрируют результаты своей деятельности – буклет и презентацию .

Сведения о проекте

Необходимые начальные знания, умения, навыки

Умения проведения лабораторных и исследовательских работ.

Навыки поиска и сохранения информации в Интернете.

Навыки создания буклетов.

Навыки подготовки и проведения презентации.

Навыки обработки информации на компьютере.

Четкое описание учебного цикла — объем и последовательность учебных заданий и описание деталей выполнения учащимися планирования своего обучения на первом установочном занятии учитель с помощью презентации организует обсуждение актуальных проблем в рамках учебной темы. По технологии «Мозгового штурма» учитель совместно с учащимися формулирует проблемы исследования, выбирает творческое название проекта. Далее происходит обсуждение со школьниками возможных источников информации, вопросы защиты авторских прав, предстоящих исследований, разрабатывается план действия каждого участника проекта. Затем учащимся предлагается разделиться на 3 группы, каждая из которых будет исследовать одну из проблем. Перед каждой группой ставится цель исследования, сформулированная проблемными вопросами.

Проведение исследований. Учащиеся проводят сбор и анализ информации по следующей схеме:

l 1 группа изучает теоретический материал, графически изображает магнитное поле, формулирует определение магнитного поля, линий магнитного поля;

l 2 группа проводит поиск информации о магнитных явлениях в природе и окружающем нас мире;

l 3 группа проводит лабораторные опыты.

l Все группы в ходе исследования проводят сопоставление и анализ собранных данных обрабатывают результаты исследований, которые они оформляют в виде презентации и буклета.

Предварительная оценка работ. По результатам исследований учащиеся готовятся к выступлению, где каждая группа презентует результаты своей работы. Во время подготовки руководитель проекта оценивает работу групп в соответствии с критериями оценки ученических работ.

Презентация результатов исследования. Официальное представление и защита полученных результатов проходит на итоговом обсуждении.

Источник

Действия электрического тока

Мы не обладаем возможностью увидеть электроны, бегущие по проводнику. Как же тогда можно обнаружить ток в проводнике? Наличие электрического тока можно обнаружить по косвенным признакам. Так как, ток, протекая по проводнику, оказывает воздействие на него.

Вот некоторые из признаков:

  1. тепловой;
  2. химический;
  3. магнитный.

Тепловое действие тока

Благодаря такому действию тока мы можем освещать помещения с помощью ламп накаливания. А, так же, используем различные нагревательные электроприборы – конвекторы, электроплиты, утюги (рис. 1).

Используя метровый кусок никелиновой проволоки (рис. 2), можно продемонстрировать нагревание проводника при протекании по нему электрического тока. Для заметного провисания нагретой проволоки из-за теплового увеличения длины и наблюдения красноватого ее свечения будет достаточно тока в 2 — 3 Ампера.

Кусок провода нагревается, когда по нему протекает электрический ток. Чем больше ток в проводнике, тем больше он нагреется. Длина нагретого проводника увеличивается.

Подробнее о выделившемся количестве теплоты можно прочитать в статье о законе Джоуля-Ленца (ссылка).

Примечание: Нихром, никелин, константан – сплавы металлов, обладающие большим удельным сопротивлением (ссылка). Проволоки, изготовленные из таких сплавов, используются в различных нагревательных электроприборах.

Химическое действие тока

Электрический ток, проходя через растворы некоторых кислот, щелочей или солей, вызывает выделение из них вещества. Это вещество осаждается на электродах – пластинках, опущенных в раствор и подключенных к источнику тока.

Такое действие тока используют в гальванопластике – покрытии металлом некоторых поверхностей. Применяют никелирование, омеднение, хромирование, а, так же, серебрение и золочение поверхностей.

С помощью раствора медного купороса можно продемонстрировать выделение вещества под действием тока. Водный раствор этой соли имеет голубоватый оттенок. Пропуская электрический ток (ссылка) через раствор, можно обнаружить выделение меди на одном из электродов (рис. 3).

На каком электроде будет выделяться медь

Медь в растворе купороса присутствует в виде положительных ионов. Тела, имеющие разноименные заряды, притягиваются. Поэтому, ионы меди будут притягиваться к пластинке, имеющей заряд со знаком «минус». То есть, пластинке, подключенной к отрицательному выводу источника тока. Такую пластинку называют отрицательным электродом, или катодом.

Вторую пластинку, подключенную к положительному выводу батареи, называют анодом.

Примечание: Медный купорос можно найти в хозяйственном магазине. Его химическая формула \(\large CuSO_<4>\). Он используется в сельском хозяйстве для опрыскивания листвы плодовых деревьев, кустарников и овощных культур – к примеру, томатов, картофеля. Входит в составы различных растворов, применяемых в борьбе с болезнями растений и насекомыми-вредителями.

Применение химического действия тока в медицине

Химическое действие тока применяют не только в гальванопластике.

Пропускание электрического тока через растворы вызывает в них движение заряженных частиц вещества – положительных и отрицательных ионов. Человеческое тело содержит жидкости, в которых растворены некоторые вещества. А значит, в таких жидкостях присутствуют ионы.

Прикладывая специальные электроды, смоченные растворами лекарств на отдельные участки тела, и пропуская через них маленькие токи, можно вводить в организм некоторые лекарственные препараты (рис. 4).

Химическое действие тока применяют в медицине

Такое введение лекарств называют электрофорезом и используется в физиопроцедурных кабинетах поликлиник и санаториев.

Магнитное действие тока

Медь сама по себе не притягивается к магниту. В этом можно убедиться с помощью небольшого магнита и кусочка медного провода (рис. 5а).

На рисунке 5 кусок медного провода подвешен к двум штативам с помощью тонких нитей, не проводящих электрический ток.

Однако, во время протекания электрического тока, медный проводник начинает взаимодействовать с магнитом — притягиваться, или отталкиваться от него (рис. 5б).

С магнитом взаимодействует не сам медный проводник, а ток, протекающий по этому проводнику.

Почему проводок с током взаимодействует с магнитом

Электрический ток — это большое количество электронов, бегущих по проводку от одного его края к другому краю. Электроны обладают зарядом.

Вокруг движущихся зарядов возникает магнитное поле. Благодаря этому проводок с током превращается в маленький магнитик. И начинает взаимодействовать с магнитом, притягиваясь к нему, или отталкиваясь от него.

При этом, проводок, как более легкий предмет, будет двигаться. А магнит продолжит оставаться на месте. Из-за того, что его масса значительно больше массы кусочка провода.

Направление движения проводка зависит от полярности его подключения к батарейке и, от того, как располагаются полюса магнита.

На магнитном действии тока основано действие электромагнита.

Самодельный электромагнит

Его легко изготовить из куска гибкой изолированной медной проволоки и железного гвоздя.

Гвоздь нужно обернуть кусочком бумаги – гильзой (рис. 6). Затем на гильзу нужно намотать 200 – 300 витков тонкого медного провода в изоляции. К выводам полученной катушки нужно подключить батарейку от карманного электрического фонаря.

Во время протекания тока, к гвоздю притягиваются различные мелкие железные предметы – скрепки, кнопки, гвоздики, железные стружки, опилки и т. п.

Отсоединив батарейку, увидим, что как только ток прекращается, гвоздь перестает притягивать к себе железные предметы.

Читайте также:  Panasonic tx32fr250k уменьшить ток подсветки

Рамка с током и подковообразный магнит

Провод, обладающий достаточной жесткостью, можно изогнуть в виде плоской фигуры – прямоугольника, квадрата, окружности. Эластичные же провода навивают на жесткий каркас, изготовленный из подходящего материала – фанеры, картона, пластмассы и т. д. Такой изогнутый провод образует рамку. Проволочную рамку часто называют контуром.

Проволочная рамка, по которой течет электрический ток, может ориентироваться в магнитном поле.

Чтобы убедиться в этом, проведем такой эксперимент. Используем для него подковообразный магнит и проводник, изогнутый в виде прямоугольной рамки. Подвесим рамку к лапке штатива с помощью нити. Размеры рамки нужно выбрать так, чтобы она поместилась между полюсами магнита.

Сначала используем только подвешенную рамку (рис. 7а), без магнита. Подключим к рамке источник тока. Можно убедиться, что после подключения тока рамка продолжает висеть неподвижно. Отключим источник тока.

Теперь поместим магнит так, чтобы рамка находилась между его полюсами (рис. 7б) и, пропустим по цепи электрический ток. Легко заметить, что во время протекания тока рамка поворачивается и ориентируется по магнитному полю. А когда цепь размыкается, рамка возвращается в первоначальное положение.

Примечание: Если изменить полярность подключения источника к рамке, то она будет поворачиваться в противоположную сторону.

Замечательное свойство рамки с током поворачиваться в магнитном поле, используют в различных измерительных приборах. Один из таких приборов – гальванометр.

Устройство гальванометра

Гальванометром прибор назвали в честь итальянского физика и врача Луиджи Гальвани. Этот прибор способен измерять маленькие электрические токи (постоянные).

На схемах прибор обозначают кружком, внутри которого расположена большая латинская буква G. На некоторых схемах внутри круга находится стрелка, направленная вертикально вверх.

  • подковообразный магнит и
  • находящуюся внутри него рамку, содержащую витки тонкого медного провода (рис. 8).

Подвижная рамка находится на оси и может вокруг нее поворачиваться.

К рамке прикреплена стрелка. Она указывает, на какой угол рамка повернулась во время протекания в ней электрического тока.

Угол поворота отмечают по делениям шкалы.

Кто такой Луиджи Гальвани

Гальвани был одним из основателей учения об электричестве.

Обнаружил, что в местах контакта различных видов металлов возникает электрическое напряжение.

Проводил опыты с использованием железного ключа и серебряной монеты.

Изучал сокращения мышц под воздействием электричества и пришел к выводу, что мышцы управляются электрическими импульсами, поступающими по нервным волокнам из мозга.

В итальянском городе Болонья неподалеку от здания Болонского университета находится памятник Гальвани. Он находится на площади Piazza Luigi Galvani, носящей имя ученого.

В его честь, так же, назвали один из кратеров на обратной стороне Луны.

А Болонский лицей назван именем Гальвани еще с 1860-го года.

О приборах магнитоэлектрической системы

Такие приборы, содержащие проводящую рамку и небольшой магнит, называют приборами магнитоэлектрической системы. Они получили широкое распространение из-за своего сравнительно простого устройства.

Шкалы приборов можно градуировать в различных единицах измерения, в зависимости от измеряемых физических величин. На основе таких приборов изготавливают вольтметры, амперметры, омметры и т. п.

Источник

Магнитное поле. Магнитное поле прямого тока. Магнитные линии. 8 класс. Физика.

Магнитное поле. Магнитное поле прямого тока. Магнитные линии. 8 класс. Физика.

  • Оглавление
  • Занятия
  • Обсуждение
  • О курсе

Вопросы

Задай свой вопрос по этому материалу!

Поделись с друзьями

Комментарии преподавателя

Магнитное поле

Магнитное действие электрического тока наблюдается всегда, когда существует электрический ток. Проявляется магнитное действие, например, в том, что между проводниками с током возникают силы взаимодействия, которые называются магнитными силами. Чтобы изучить магнитное действие тока, воспользуемся магнитной стрелкой. (Она, как известно, является главной частью компаса.) Напомним, что у магнитной стрелки имеется два полюса — северный и южный. Линию, соединяющую полюсы магнитной стрелки, называют её осью.

Магнитную стрелку ставят на остриё, чтобы она могла свободно поворачиваться.

Рассмотрим теперь опыт, показывающий взаимодействие проводника с током и магнитной стрелки. Такое взаимодействие впервые обнаружил в 1820 г. датский учёный Ханс Кристиан Эрстед. Его опыт имел большое значение для развития учения об электромагнитных явлениях.

Эрстед Ханс Кристиан

Эрстед Ханс Кристиан (1777—1851)
Датский физик. Обнаружил действие электрического тока на магнитную стрелку, что при вело к возникновению новой области физики — электромагнетизма.

Опыт Эрстеда

Расположим проводник, включённый в цепь источника тока, над магнитной стрелкой параллельно её оси (рис.). При замыкании цепи магнитная стрелка отклоняется от своего первоначального положения (на рисунке показано пунктиром). При размыкании цепи магнитная стрелка возвращается в своё начальное положение. Это означает, что проводник с током и магнитная стрелка взаимодействуют друг с другом.

Взаимодействие проводника с током и магнитной стрелки

Рис. Взаимодействие проводника с током и магнитной стрелки

Выполненный опыт наводит на мысль о существовании вокруг проводника с электрическим током магнитного поля. Оно и действует на магнитную стрелку, отклоняя её.

Магнитное поле существует вокруг любого проводника с током, т. е. вокруг движущихся электрических зарядов. Электрический ток и магнитное поле неотделимы друг от друга.

Таким образом, вокруг неподвижных электрических зарядов существует только электрическое поле, вокруг движущихся зарядов, т. е. электрического тока, существует и электрическое, и магнитное поле. Магнитное поле появляется вокруг проводника, когда в последнем возникает ток, поэтому ток следует рассматривать как источник магнитного поля. В этом смысле надо понимать выражения «магнитное поле тока» или «магнитное поле, созданное током».

Магнитное поле прямого тока. Магнитные линии

Существование магнитного поля вокруг проводника с электрическим током можно обнаружить различными способами. Один из таких способов заключается в использовании мелких железных опилок.

В магнитном поле опилки — маленькие кусочки железа — намагничиваются и становятся магнитными стрелочками. Ось каждой стрелочки в магнитном поле устанавливается вдоль направления действия сил магнитного поля.

На рисунке изображена картина магнитного поля прямого проводника с током. Для получения такой картины прямой проводник пропускают сквозь лист картона. На картон насыпают тонкий слой железных опилок, включают ток и опилки слегка встряхивают. Под действием магнитного поля тока железные опилки рас полагаются вокруг проводника не беспорядочно, а по концентрическим окружностям.

Картина магнитного поля проводника с током

Рис. Картина магнитного поля проводника с током

Линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются оси маленьких магнитных стрелок, называют магнитными линиями магнитного поля.

Направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки в каждой точке поля, принято за направление магнитной линии магнитного поля.

Цепочки, которые образуют в магнитном поле железные опилки, показывают форму магнитных линий магнитного поля.

Магнитные линии магнитного поля тока представляют собой замкнутые кривые, охватывающие проводник.

С помощью магнитных линий удобно изображать магнитные поля графически. Так как магнитное поле существует во всех точках пространства, окружающего проводник с током, то через любую точку можно провести магнитную линию.

Расположение магнитных стрелок вокруг проводника с током

Рис. Расположение магнитных стрелок вокруг проводника с током

На рисунке а показано расположение магнитных стрелок вокруг проводника с током. (Проводник расположен перпендикулярно плоскости чертежа, ток в нём направлен от нас, что условно обозначено кружком с крестиком.) Оси этих стрелок устанавливаются вдоль магнитных линий магнитного поля прямого тока. При изменении направления тока в проводнике все магнитные стрелки поворачиваются на 180° (рис. б; в этом случае ток в проводнике направлен к нам, что условно обозначено кружком с точкой). Из этого опыта можно заключить, что направление магнитных линий магнитного поля тока связано с направлением тока в проводнике.

Домашняя работа.

Задание 1. Ответь на вопросы.

  1. Какие явления наблюдаются в цепи, в которой существует электрический ток?
  2. Какие магнитные явления вам известны?
  3. В чём состоит опыт Эрстеда?
  4. Какая связь существует между электрическим током и магнитным полем?
  5. Почему для изучения магнитного поля можно использовать железные опилки?
  6. Как располагаются железные опилки в магнитном поле прямого тока?
  7. Что называют магнитной линией магнитного поля?
  8. Для чего вводят понятие магнитной линии поля?
  9. Как на опыте показать, что направление магнитных линий связано с направлением тока
Читайте также:  Амплитудное значение синусоидального тока это

Задание 2. Проведите опыт.

ОПЫТЫ
С ЖЕЛЕЗНЫМИ ОПИЛКАМИ

Возьмите магнит любой формы, накройте его куском тонкого картона,
посыпьте сверху железными опилками и разровняйте их.
Так интересно наблюдать магнитные поля!
Ведь каждая «опилочка», словно магнитная стрелка, располагается вдоль магнитных линий.
Таким образом становятся «видимыми» магнитные линии магнитного поля вашего магнита.
При передвижении картона над магнитом (или наоборот магнита под картоном)
опилки начинают шевелиться, меняя узоры магнитного поля.

К занятию прикреплен файл «Это интересно!». Вы можете скачать файл в любое удобное для вас время.

Источник



Действия электрического тока: тепловое, химическое, магнитное, световое и механическое

Действия электрического тока: тепловое, химическое, магнитное, световое и механическоеЭлектрический ток в цепи всегда проявляется каким-нибудь своим действием. Это может быть как работа в определенной нагрузке, так и сопутствующее действие тока. Таким образом, по действию тока можно судить о его наличии или отсутствии в данной цепи: если нагрузка работает — ток есть. Если типичное сопутствующее току явление наблюдается — ток в цепи есть, и т. д.

Вообще, электрический ток способен вызывать различные действия: тепловое, химическое, магнитное (электромагнитное), световое или механическое, причем разного рода действия тока зачастую проявляются одновременно. Об этих явлениях и действиях тока и пойдет речь в данной статье.

Тепловое действие электрического тока

При прохождении постоянного или переменного электрического тока по проводнику, проводник нагревается. Такими нагревающимися проводниками в разных условиях и приложениях могут выступать: металлы, электролиты, плазма, расплавы металлов, полупроводники, полуметаллы.

Электрообогреватель

Сварочная дуга

В простейшем случае, если, скажем, через нихромовую проволоку пропустить электрический ток, то она нагреется. Данное явление используется в нагревательных приборах: в электрочайниках, в кипятильниках, в обогревателях, электроплитках и т. д. В электродуговой сварке температура электрической дуги вообще доходит до 7000°С, и металл легко плавится, — это тоже тепловое действие тока.

Закон Джоуля-Ленца

Джеймс Джоуль и Эмилий Ленц

Выделяемое на участке цепи количество теплоты зависит от приложенного к этому участку напряжения, значения протекающего тока и от времени его протекания (Закон Джоуля — Ленца).

Преобразовав закон Ома для участка цепи, можно для вычисления количества теплоты использовать либо напряжение, либо силу тока, но тогда обязательно необходимо знать и сопротивление цепи, ведь именно оно ограничивает ток, и вызывает, по сути, нагрев. Или, зная ток и напряжение в цепи, можно так же легко найти количество выделяемой теплоты.

Химическое действие электрического тока

Электролиты, содержащие ионы, под действием постоянного электрического тока подвергаются электролизу — это и есть химическое действие тока. К положительному электроду (аноду) в процессе электролиза притягиваются отрицательные ионы (анионы), а к отрицательному электроду (катоду) — положительные ионы (катионы). То есть вещества, содержащиеся в электролите, в процессе электролиза выделяются на электродах источника тока.

Например, в раствор определенной кислоты, щелочи или соли погружают пару электродов, и при пропускании электрического тока по цепи на одном электроде создается положительный заряд, на другом — отрицательный. Ионы содержащиеся в растворе начинают откладываться на электроде с противоположным зарядом.

Скажем, при электролизе медного купороса (CuSO4), катионы меди Cu2+ с положительным зарядом движутся к отрицательно заряженному катоду, где они получают недостающий заряд, и становятся нейтральными атомами меди, оседая на поверхности электрода. Гидроксильная группа -OH отдаст электроны на аноде, и в результате выделится кислород. Положительно заряженные катионы водорода H+ и отрицательно заряженные анионы SO42- останутся в растворе.

Химическое действие электрического тока используется в промышленности, например, для разложения воды на составляющие ее части (водород и кислород). Также электролиз позволяет получать некоторые металлы в чистом виде. С помощью электролиза покрывают тонким слоем определенного металла (никеля, хрома) поверхности — это нанесение гальванических покрытий и т.д.

В 1832 году Майкл Фарадей установил, что масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна электрическому заряду q, прошедшему через электролит. Если через электролит пропускается в течение времени t постоянный ток I, то справедлив первый закон электролиза Фарадея:

Здесь коэффициент пропорциональности k называется электрохимическим эквивалентом вещества. Он численно равен массе вещества, выделившегося при прохождении через электролит единичного электрического заряда, и зависит от химической природы вещества.

Магнитное действие электрического тока

При наличии электрического тока в любом проводнике (в твердом, жидком или газообразном) наблюдается магнитное поле вокруг проводника, то есть проводник с током приобретает магнитные свойства.

Так, если к проводнику, по которому течет ток, поднести магнит, например в виде магнитной стрелки компаса, то стрелка повернется перпендикулярно проводнику, а если намотать проводник на железный сердечник, и пропустить по проводнику постоянный ток, то сердечник станет электромагнитом.

В 1820 году Эрстед открыл магнитное действие тока на магнитную стрелку, а Ампер установил количественные закономерности магнитного взаимодействия проводников с током.

Магнитное действие электрического тока

Магнитное поле всегда порождается током, то есть движущимися электрическими зарядами, в частности — заряженными частицами (электронами, ионами). Противоположно направленные токи взаимно отталкиваются, однонаправленные токи взаимно притягиваются.

Такое механическое взаимодействие происходит благодаря взаимодействию магнитных полей токов, то есть это, в первую очередь, — магнитное взаимодействие, а уж потом — механическое. Таким образом, магнитное взаимодействие токов первично.

ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока

В 1831 году, Фарадей установил, что изменяющееся магнитное поле от одного контура порождает ток в другом контуре: генерируемая ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока. Логично, что именно магнитное действие токов используется по сей день и во всех трансформаторах, а не только в электромагнитах ( например, в промышленных).

Световое действие электрического тока

В простейшем виде световое действие электрического тока можно наблюдать в лампе накаливания, спираль которой разогревается проходящим через нее током до белого каления и излучает свет.

Для лампы накаливания на световую энергию приходится около 5% от подведенной электроэнергии, остальные 95% которой преобразуется в тепло.

Люминесцентные лампы более эффективно преобразуют энергию тока в свет — до 20% электроэнергии преобразуется в видимый свет благодаря люминофору, принимающему ультрафиолетовое излучение от электрического разряда в парах ртути или в инертном газе типа неона.

Световое действие электрического тока

Более эффективно световое действие электрического тока реализуется в светодиодах. При пропускании электрического тока через p-n переход в прямом направлении, носители заряда — электроны и дырки — рекомбинируют с излучением фотонов (из-за перехода электронов с одного энергетического уровня на другой).

Лучшие излучатели света относятся к прямозонным полупроводникам (то есть к таким, в которых разрешены прямые оптические переходы зона-зона), например GaAs, InP, ZnSe или CdTe. Варьируя состав полупроводников, можно создавать светодиоды для всевозможных длин волн от ультрафиолета (GaN) до среднего инфракрасного диапазона (PbS). КПД светодиода как источника света доходит в среднем до 50%.

Механическое действие электрического тока

Как было отмечено выше, каждый проводник, по которому течет электрический ток, образует вокруг себя магнитное поле. Магнитные действия превращаются в движение, например, в электродвигателях, в магнитных подъемных устройствах, в магнитных вентилях, в реле и т. д.

Механическое действие электрического тока

Механическое действие одного тока на другой описывает закон Ампера. Впервые этот закон был установлен Андре Мари Ампером в 1820 для постоянного тока. Из закона Ампера следует, что параллельные проводники с электрическими токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в противоположных — отталкиваются.

Законом Ампера называется также закон, определяющий силу, с которой магнитное поле действует на малый отрезок проводника с током. Сила, с которой магнитное поле действует на элемент проводника с током, находящегося в магнитном поле, прямо пропорциональна току в проводнике и векторному произведению элемента длины проводника на магнитную индукцию.

На этом принципе основана работа электродвигателей, где ротор играет роль рамки с током, ориентирующейся во внешнем магнитном поле статора вращающим моментом M.

Источник