Επικίνδυνη έλξη

Επικίνδυνη έλξη

Δραστηριότητα 1. Μαγνητικό πεδίο στην κοιλότητα του πηνίου

 

  1. Πριν προχωρήσετε με τις εργασίες σας, θυμηθείτε τα κύρια χαρακτηριστικά και τις διαφορές μεταξύ των κλασικών ραβδόμορφων μαγνητών και των ηλεκτρομαγνητών.
ΜΌΝΙΜΟΣ ΜΑΓΝΉΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΗΣ
Δημιουργεί το δικό του μαγνητικό πεδίο χωρίς εξωτερική πηγή ενέργειας Το μαγνητικό πεδίο δημιουργείται από ένα ηλεκτρικό ρεύμα
Το μαγνητικό του πεδίο είναι σταθερό Δημιουργεί μαγνητικό πεδίο μόνο όταν το διαρρέει ηλεκτρικό ρεύμα.
Οι μαγνητικοί πόλοι του δεν μπορούν να αλλάξουν Οι μαγνητικοί πόλοι του εξαρτώνται από την κατεύθυνση της ροής του ρεύματος
Το μαγνητικό του πεδίο είναι σταθερής ισχύος Η ένταση του μαγνητικού πεδίου του εξαρτάται από το μέγεθος του ηλεκτρικού ρεύματος που το διαρρέει.
Δεν μπορεί να αποκλειστεί Μπορεί να ενεργοποιηθεί και να απενεργοποιηθεί
  1. Εξοικειωθείτε με τις ιδιαιτερότητες της περιέλιξης (πηνίο).

Αν τυλίξουμε ένα σύρμα γύρω από έναν πυρήνα, συνήθως κυλινδρικό, έχουμε ένα πηνίο. Το μακρύ και λεπτό πηνίο ονομάζεται σωληνοειδές.

Ηλεκτρομαγνητικό. Πηγή: https://st2.depositphotos.com/13282202/42654/i/1600/depositphotos_426546296-stock-photo-set-solenoid-coils-black-ferrite.jpg

 

Εάν ένα ηλεκτρικό ρεύμα διαρρέει το πηνίο, δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο μέσα και γύρω από το πηνίο και την κοιλότητα του. Η ένταση και η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου σε ένα δεδομένο σημείο του χώρου μπορεί να εκφραστεί με όρους μαγνητικής επαγωγής. Συμβολίζεται με το γράμμα Β και έχει τη μονάδα Tesla (Τ). Το tesla είναι μια σχετικά μεγάλη μονάδα, γι’ αυτό στην πράξη χρησιμοποιείται η χίλιες φορές μικρότερη μονάδα, το millesla (mT).

Η ένταση και η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου στην κοιλότητα του πηνίου μπορεί να μετρηθεί με ένα τενσιόμετρο. Τα μετρούμενα αποτελέσματα εξαρτώνται από διάφορους παράγοντες, ιδίως από το μέγεθος του ρεύματος που διαρρέει το πηνίο.

Αν τοποθετήσουμε έναν πυρήνα από μαγνητικά μαλακό χάλυβα σε ένα πηνίο που διαρρέεται από ρεύμα, έχουμε έναν ηλεκτρομαγνήτη. Έχει τους δικούς του πόλους και έλκει σιδερένια αντικείμενα.

 

  1. Μελετήστε τις πληροφορίες από το κείμενο και το διάγραμμα.

Η Ρίτα και ο Μάρτιν κάνουν ένα πείραμα για να διερευνήσουν την ένταση του μαγνητικού πεδίου στην κοιλότητα ενός σωληνοειδούς. Καταγράφουν τις μετρούμενες τιμές σε πίνακα και τις παρουσιάζουν σε διάγραμμα. Η μπλε γραμμή αντικατοπτρίζει την πρώτη μέτρηση, όπου το ηλεκτρικό ρεύμα διήλθε μόνο από 200 στροφές του πηνίου. Η κόκκινη γραμμή αντικατοπτρίζει τη δεύτερη μέτρηση, όπου το ηλεκτρικό ρεύμα έχει περάσει από 400 στροφές του πηνίου.

 

  1. Λύστε τα προβλήματα χρησιμοποιώντας τις προηγούμενες πληροφορίες.

4.1. Μεταφέρετε τις τιμές από το διάγραμμα στον συγκεκριμένο πίνακα.

I (A)

 0.5 0.75 1.0 1.25 1.5 1.75

2.0

N1 = 200

 B (mT)
N2  = 400

B (mT)

 

4.2. Απαντήστε στις ερωτήσεις:

  • Εξαρτάται η ένταση του μαγνητικού πεδίου του πηνίου από τον αριθμό των στροφών του πηνίου; Πώς;
  • Εξαρτάται η ένταση του μαγνητικού πεδίου του πηνίου από το μέγεθος του ρεύματος στα τυλίγματα του πηνίου;
  • Συμπληρώστε την πρόταση: Η ένταση του μαγνητικού πεδίου του ηλεκτρομαγνήτη αυξάνεται κατά …………. και κατά ……………… .

 

 

Λήψη: Φύλλο εργασίας 1. Μαγνητικό πεδίο στην κοιλότητα του πηνίου