Лабораторная работа "Изучение явления электромагнитной индукции"
Теоретический материал. Многочисленные опыты Фарадея показывают, что с помощью магнитного поля можно получить электрический ток в проводнике. Такой ток называется индукционным. В электрической цепи (рис. 61) возникает индукционный ток, если есть движение магнита относительно катушки, или наоборот. Направление индукционного тока зависит как от направления движения магнита, так и от расположения его полюсов. Индукционный ток отсутствует, если нет относительного перемещения катушки и магнита.
Рис. 61
Все предыдущие опыты говорили о том, что для получения тока необходим источник тока. Что же является источником тока в получении индукционного тока? Вероятно, источником индукционного тока является катушка, внутри которой движется магнит. При движении магнита число силовых линий (магнитный поток Ф), пронизывающих катушку, меняется: при вдвигании магнита увеличивается, при выдвигании — уменьшается. Итак, изменение числа силовых линий — магнитного потока, пронизывающих катушку, вызывает появление сторонних электрических сил, работа которых характеризуется ЭДС индукции. ЭДС индукции зависит от разных причин. Если вдвигать в катушку один раз сильный магнит, а в другой — слабый, то показания прибора в первом случае будут более высокими. Они будут более высокими и в том случае, когда магнит движется быстро. ЭДС индукции в катушке тем больше, чем больше и быстрее меняется магнитный поток, пронизывающий ее. ЭДС индукции тем больше, чем больше число витков в катушке. Это станет понятным, если рассматривать каждый отдельный виток катушки как элемент источника тока, а катушку — как батарею таких элементов, включенных последовательно. В итоге ЭДС индукции определяют по формуле =− △Ф △t . Техническое воплощение явления электромагнитной индукции реализовано в электродинамических микрофонах (рис. 62), где катушка 1, жестко связанная с мембраной 2, колеблется в магнитном поле цилиндрического магнита 3. Индукционный ток в катушке микрофона 1 (рис. 63), возникший под действием звуковых колебаний, поступает на вход усилителя 2 и после усиления по напряжению и мощности воспроизводится динамическим громкоговорителем 3.
Рис. 62
Рис. 63
На этом же явлении работает магнитная головка магнитофона, плейера. Магнитная головка (рис. 64) — это электромагнит 1 с узким зазором 2, около которого движется магнитная лента с записью музыки 3.
Рис. 64
Магнитная лента возбуждает в воспроизводящей головке индукционный ток, который после усиления воспроизводится громкоговорителем (рис. 65).
Рис. 65
Цель работы: изучить условия возникновения индукционного тока, ЭДС индукции. Приборы и материалы: адаптер, мультиметр M890G, контурные катушки из комплекта для сборки детекторного радиоприемника, ключ кнопочный, магниты (полосовой, дугообразный), провода соединительные. Указания к работе: 1. К зажимам катушки ДВ подключите милливольтметр переменного тока. Введите в катушку магнит северным полюсом, а затем удалите. Зафиксируйте показания прибора. 2. Введите в катушку магнит южным полюсом, а затем удалите. Зафиксируйте показания прибора. 3. Аналогичного рода опыты (см. п. 1 и 2) проведите с катушкой СВ и установите зависимость ЭДС индукции от числа витков.
