Тема: Практическое занятие «Моделирование магнитных полей»
Дата проведения: 10.10.2021
Дисциплина: Электротехника
Вид занятия: Практическое занятие
Преподаватель: Коротченкова Людмила Ивановна
Группа №15
Занятие №16-17
Тема: Практическое занятие «Моделирование магнитных полей»
Цели урока:
· Закрепить знания студентов о магнитном поле и его свойствах.
· Создать условия для развития умений формулировать проблемы, предлагать пути их решения.
· Развивать логическое мышление студентов.
Оборудование: Модель для демонстрации взаимодействия токов, источник тока ВС24М, стрелка компаса, провода соединительные, магнит. Диск «Линии магнитной индукции».
Ход урока
I. Орг. момент.
II. Вводный инструктаж по технике безопасности.
III. Изучение нового материала
История магнита насчитывает свыше двух с половиной тысяч лет. В VI в. до н.э. древнекитайские ученые обнаружили минерал, способный притягивать к себе железные предметы. В древние времена свойства магнита пытались объяснить, приписывая ему «живую душу». Теперь мы знаем: вокруг любого магнита существует магнитное поле.
В 1820 г. Г.Х. Эрстед обнаружил, что магнитное поле порождается электрическим током.
(Проводится демонстрация опыта Эрстеда.)
В 1820 г. Ампер предложил, что «магнитные свойства постоянных магнитов обусловлены множеством круговых токов, циркулирующих внутри молекул этих тел».
Свойства магнитного поля
1. Магнитное поле порождается только движущимися зарядами, в частности электрическим током.
2. В отличие от электрического поля магнитное поле обнаруживается по его действию на движущиеся заряды (заряженные тела).
1. Магнитное поле материально, так как оно действует на тела и, следовательно, обладает энергией.
2. Магнитное поле обнаруживается по действию на магнитную стрелку.
Опыт Ампера
Пропускаем ток по параллельным проводникам. Гибкие проводники укрепляем вертикально, затем присоединяем их с источниками тока. Ничего не наблюдаем. Но если замкнуть концы проводников проволокой, в проводниках возникнут токи противоположного направления. Проводники начнут отталкиваться друг от друга.
В случае токов одного направления проводники притягиваются. Это взаимодействие между проводниками с током, то есть взаимодействие между движущимися электрическими зарядами, называют магнитным. Силы, с которыми проводники с током действуют друг на друга, называют магнитными силами.
Уильям Дисельберт выпустил в 1600 г. книгу под названием «Новая физиология в магнитах, магнитных силах и великом магните Земли». С этой книги, собственно, и начинается подлинное научное изучение электрических и магнитных явлений. Дисельберт описал в своей книге все свойства магнитов, которые в его эпоху были известны, а также изложил результаты собственных очень важных опытов. Он указал на ряд существенных различий между электрическим и магнитным притяжениями и ввел само слово «электричество».
Хотя после Дюсельберта различие между электрическими и магнитными явлениями было уже всем неоспоримо ясно, тем не менее ряд фактов указывает на то, что при всем своем различии эти явления каким-то образом тесно и неразрывно связаны друг с другом. Наиболее бросаются в глаза факты намагничивания железных предметов и перемагничивания магнитных стрелок под влиянием молний.
Знаменитый французский физик Д. Араго (1786-1853) в своей работе «Гром и молния» описывает интересный случай: «В июне 1681 г. корабль «Королева», находившийся в сотне миль от берега в открытом море, был поражен молнией, которая причинила значительные повреждения в мачтах, парусах. Когда наступила ночь, то по положению звезд выяснилось, что из трех компасов, имевшихся на корабле, два показывали на юг, а третий - на запад».
Араго описывает также случай, когда молния, ударившаяся в дом, сильно намагнитила в нем стальные ножи, вилки и другие предметы.
В начале XVIII в. было установлено, что молния представляет собой электрический ток, идущий через воздух. Поэтому факты могли подсказать, что всякий электрический ток обладает какими-то магнитными свойствами. Однако обнаружить это удалось только в 1820 г. Эрстеду.