10 сабақ.Электромагниттік индукция
Құзыреттілік:
Ақпараттық: Электромагниттік индукция заңын білу. Білімге деген көзқарасын оқуға ынталығын арттыру
Коммуникативтік: Индукция э.қ. күш бағытын оң қол ережесін білу керек.
Мәселелерді шешу: Дәріс және тәжірибелік заңдылықтарды есеп шығара білу.
Сабақтың түрі: Жаңа білімді хабардар ету.
Қолданылатын технология: Ақпараттық коммуникативтік технология. Ұжымдық технологияның элементтерін қолдану.
Қолданылатын құрал-жабдықтар: Мультимедиапроектор,слайдтар жинағы, электрлік аспаптар.
Қолданылған әдебиеттер: Ахметов А.К. «Электротехника» А.: Фолиант 2010 ж. Нәдіров Е.Е., Балабатыров С.Б., Ғали К.О. «Электротехника және электроника негіздері» Алматы 2012 ж.
Әдістемелік нұсқау
Электромагниттік индукция құбылысы салдарынан өздік, өзара индукция заңдылықтары шығады. Тогы бар өткізгіштің айналасындағы магнит өрісінің әсерінен құйынды токтар пайда болады. Құйынды токтардан сақталу, одарлы пайдалану магнит өрісінің негізгі заңдылықтарына жатады. Осы тақырыптарды өткен уақытта көп тәжірбиелік жұмыстар, тәжірбие көрсетуге болады.
Дәріс
Электрлік құбылыстар мен магниттік құбылыстардың арасында байланыс,өткізгіштің (орамның) магнит өрісінде қозғалғанында немесе өткізгіштің (орамда) электр қозғаушы күш индукцияланатынымен (өндірілетінімен) анықталады.
Индукцияланған э.қ күш әсерінен тұйықталған өткізгіште электр тогы пойда болады. Индукция э.қ. күшінің пайда болуын мына тәжірибе арқылы бақылауға болады.
Магнит полюстерінің арасында АБ өткізгішті магнит сызықтарын қиып өтетіндей етіп қозғаймыз (42,а-сурет),онда осы өткізгішке қосылған электр өлшеуіш прибордың стрелкас ауытқиды.
Егер өткізгішті магнит полюстерінің арасында тұрғызып қойсақ немесе оны магнит күш сызықтарының ойымен ауысырсақ, прибордың стрелкасы қозғалмайды. Бұл тәжірибеден өткізгіш магнит сызықтарын қиып өткен кезде, онда индукция э.қ. күші индукцияланатынын көреміз.
Мынандай тағы бір тәжірибе жасайық. Өткізгіш катушкаға магнитті катушкадан тез суырып алсақ, гальванометрдің стрелкасы ауытқып, соңынан алғашты қалпына қайта келеді. Егер сол сияқты магнитті катушкаға тез енгізетін болсақ, онда стрелка тағы да алғашқыға қарама-қарсы бағытта ауытқиды. Демек, бұл жағдайда да магниттік өткізгішке қарағанда салыстырмалы ауысуынан өткізгіште индукция э.қ. күші пайда болады.
Индукция э.қ. күш бағытын оң қол ережесі бойынша анықтауға болады: егер оң қолдың алақанын,оған магнит сызықтары кіретіндей етіп,ал бас бармақ өткізгіштің магнит өрісінде қозғалыс бағытын көрсететіндей етіп орналастырсақ,онда жайылған төрт саусақ индукция э.қ. күшінің бағытын көрсететін болады.
Өткізгіштің магнит сызықтарын қиып өткенде,онда пайда болатын индукция э.қ. күшінің шамасы магнит индукцияға В, өткізгіштің жұмыстық ұзындығына l және оның магнит өрісінде қозғалыс жылдамдығына байланысты болады. Бұл тәуелділікті мына формула арқылы көрсете аламыз:
Е=Blv
Мұндағы: Е-индукция э.қ. күші, в;
В- магнит индукциясы,тл;
1-өткізгіштің ұзындығы,м;
v -өткізгіштің магнит өрісінде қозғалу жылдамдығы, м/сек.
Бұл формула өткізгіш магнит сызықтарын тік бұрыш жасай қиып өткізгіш магнит сызықтарын белгілі бір өткізгіш магнит сызықтарын белгілі бір өткізгіш магнит сызықтарын белгілі бір ғкізгіш магнит сызықтарын белгілі бір ғкізгіш магнит сызықтарын белгілі бір α бұрыш қиып өтсе,онда индукция э.қ. күшінің шамасы мына формула бойынша анықталады.
Е=Blvsinα,
Мұндағы α-өткізгіштің қозғалыс бағыты мен магнит ағынының арасындағы бұрыш.
Α900 және өткізгіш бір қалыты магнит өрісінде бір қалыпты магнит өрісінде бір қалыпты қозғалатын жағдайда, өткізгіштің ауысу жылдамдығы
Мұндағы α-өткізгіштің сек ішінде өткен жолы.
Демек, индукция э.қ. күші мынаған тең:
Өткізгіштің t сек ішінде қиып өтетін уданы болғандықтан, ал В S= Ф-өткізгіштің ∆t сек ішінде l*∆S=∆S қиып өтетін магнит ағыны болғандықтан, өткізгіштегі индукция э.қ. күші мынаған тең болады:
Сөйтіп, өткізгіште индукцияланатын э.қ.күшін өткізгіш қиып өткен магнит ағынының ∆Ф соған кеткен уақытқа ∆t қатысына тең болады.
Индукция э.қ. күшінің шамасы, өткізгіштің магнит өрісінде қозғалатынына немесе магнит өрісінің өткізгіштің маңайында қозғалатынына байланысты емес екенін естен шығармау керек. Индукция э.қ.күшінің өрнегі электромагниттік құбылыстарды қарастырғанда кең қолданылады.
Бір сыпыра электрлік машиналар мен приборлардың қызметі Фарадей ашқан электромагниттік құбылыстарды пайдалануға ..аторлар, трансформаторлар, электродинамикалық микрафон, дыбыс алғыштар және т.б. жатады.
Электродинамикалық микрафон күшті тұрақты магниттен l, алюминий қаңылтырдан жасалған микрофоннан 2 және жылжымалы катушкадан 3 тұрады. Катушка обмоткаларының ұштары трансформатордың бірінші обмоткасына қосылған. Дыбыс толқындары микрфон мембранасына түскен кезде ол жылжымалы катушкамен бірге төмек қозғалып, магнит сызықтарын қиып өтудің нәтижесінде катушкада индукция э.қ.күші пайда болады. Сол э.қ.күш әсерінен трансформатордың бірінші обмоткасында ток пайда болады.
Мембрананың маңайындағы ауа сиреген кезде о жылжымалы катушкамен бірге жоғары қарай қозғалады,сөйтіп атушкада тағы да қарама-қарсы бағытта өтетін токтан пада болатын э.қ. күші индукцияланады.
Осылайша микрофон обмоткасында бағыты мен шамасы айнымалы ток күшейткіштен өтіп,реродукторге барады.
Катушкадағы ток тізбегін біресе ажыратып, біресе қосатын болсақ, онда катушканың маңайындағы магнит өрісі біресе пайда болып, біресе жойылатын болады. Бұл өзгермелі магнит өрісі катушканың өз орамдарын қиып өтеді де, онда өздік индукция э.қ.күшін тудырады. Катушканың өз магнит өрісі қалай өзгеріске ұшыраса да, оның орамдары өз магнит сызықтарымен қиылысады да, оның өзінде өздік индукция э.қ.күші пайда болады.
Егер орам саны W катушка бойымен айнымалы ток l өтетін болсағонда олток катушканың орамдарын қисып өтетін магнит ағынын Ф тудырады.
Магнит ағынының орам санына көбейтіндісі ағын ілінісі деп аталады да, (пси)әріпімен белгіленеді:
φ =ФW
Ағын ілінісі,магнит ағыны Ф сияқты вебер (вб) арқылы өлшенеді.
Қарастырылатын каушкадағы ағын ілінісі,оның орамдары арқылы өтетін токқа пропорционал болады. Сондықтан
Достарыңызбен бөлісу: |
