Проблемне питання уроку : Чи можна в провіднику ( без підключення джерела живлення ) створити електричний струм за допомогою магнітного поля ?

1831 р. - Фарадей виявив, що в замкнутому провідному контурі при зміні магнітного поля виникає індукційний струм

Майкл Фарадей (1791 – 1867) Англійський фізик. Створив першу модель електродвигуна, відкрив явище електромагнітної індукції і встановив його закони, сформулював закони електролізу. Ввів нові фізичні поняття, головним з яких є поняття поля, що описується електричними і магнітними силовими лініями. Довів на досліді закон збереження електричного заряду.

Явище виникнення електричного струму у замкнутому контурі при зміні магнітного потоку, що проходить через цей контур

Проблемно-пошукове питання: чи виникне індукційний струм, якщо скласти коло за таким рисунком? Висновок : В момент замикання або розмикання ланцюга змінний струм в котушці ( з ' єднаної з джерелом струму ) створює змінне магнітне поле, яке породжує у другій котушці індукційне електричне поле, що створює в цій же котушці індукційний струм.

Як буде поводити себе стрілка галванометра, якщо вносити магніт у котушку? Висновок : В цьому випадку спостерігається відносне рух провідника і магніту, внаслідок чого в витках котушки на вільні електрони діє сила Лоренца, - з ' являється індукційний струм в цій котушці.

ЕРС індукції в замкнутому контурі пропорційна модулю швидкості зміни магнітного потоку, що пронизує цей контур

Індукційний струм, що виникає в замкнутому контурі, своїм магнітним полем протидіє тій зміні зовнішнього магнітного потоку, якій збуджує цей струм

Алгоритм визначення напрямку індукційного струму за допомогою правила Ленца Встановити напрямок ліній індукції зовнішнього магнітного поля З'ясувати збільшується чи зменшується потік зовнішнього поля через поверхню Встановити напрямок ліній магнітної індукції магнітного поля індукційного струму Визначити напрямок індукційного струму (правило буравчика)

Основні джерела електромагнітного поля: Лінії електропередач. Електропроводка ( усередині будівель і споруд ). Побутові електроприлади. Персональні комп ' ютери. Теле - і радіопередавальні станції. Супутниковий і стільниковий зв ' язок ( прилади, ретранслятори ). Електротранспорт. Радарні установки.

Проводи працюючої лінії електропередач створюють в прилеглому просторі ( на відстанях порядку десятків метрів від проводу ) електромагнітне поле промислової частоти (50 Гц ). Причому напруженість поля поблизу лінії може змінюватися в широких межах, залежно від її електричного навантаження. Фактично межі санітарно - захисної зони встановлюються по найбільш віддаленої від проводів граничної лінії максимальної напруженості електричного поля, що дорівнює 1 кВ / м Линії електропередач

До електропроводки відносяться: кабелі електроживлення систем життєзабезпечення будинків, токорозподілюючі дроти, а також розгалужувальні щити, силові ящики і трансформатори. Електропроводка є основним джерелом електромагнітного поля промислової частоти в житлових приміщеннях. При цьому рівень напруженості електричного поля, що випромінюється джерелом, найчастіше відносно невисокий (не перевищує 500 В / м). Електропроводка

Джерелами електромагнітних полів є всі побутові прилади, що працюють з використанням електричного струму. При цьому рівень випромінювання змінюється в найширших межах залежно від моделі, пристроїв приладу і конкретного режиму роботи. Також рівень випромінювання сильно залежить від споживаної потужності приладу - чим вища потужність, тим вищий рівень електромагнітного поля при роботі приладу. Напруженість електричного поля поблизу електропобутових приладів не перевищує десятків В / м. Побутові електроприлади

Персональні компютери Персональні комп'ютери Основним джерелом несприятливого впливу на здоров ' я користувача комп ' ютера є засіб візуального відображення ( СВВ ) монітора. Крім монітора і системного блоку персональний комп ' ютер може також включати в себе велику кількість інших пристроїв ( таких, як принтери, сканери, мережеві фільтри і т. п.). Всі ці пристрої працюють із застосуванням електричного струму, а значить, є джерелами електромагнітного поля.

Теле-і радіопередавальні станції. На території України в даний час розміщується значна кількість радіотрансляційних станцій та центрів різної приналежності. Передавальні станції та центри розміщуються в спеціально відведених для них зонах і можуть займати досить великі території ( до 1000 га ). За своєю структурою вони включають в себе одну або кілька технічних будівель, де знаходяться радіопередавачі, і антенні поля, на яких розташовуються до декількох десятків антенно - фідерних систем ( АФС ).

Супутниковий зв'язок Системи супутникового зв ' язку складаються з передавальної станції на Землі і супутників - ретрансляторів, що знаходяться на орбіті. Передавальні станції супутникового зв ' язку випромінюють вузьконаправлений хвильовий пучок, густина потоку енергії в якому досягає сотень Вт / м. Системи супутникового зв ' язку створюють високі напруженості електромагнітного поля на значних відстанях від антен. Наприклад, станція потужністю 225 кВт, що працює на частоті 2,38 ГГц, створює на відстані 100 км густину потоку енергії 2,8 Вт / м 2. Розсіювання енергії щодо основного променя дуже невелике і відбувається найбільше в районі безпосереднього розміщення антени.

Стільниковий зв'язок Стільникова радіотелефонія є сьогодні однією з найбільш інтенсивно розвиваються телекомунікаційних систем. Основними елементами системи стільникового зв ' язку є базові станції та мобільні радіотелефонні апарати. Базові станції підтримують радіозв ' язок з мобільними апаратами, внаслідок чого вони є джерелами електромагнітного поля. У роботі системи застосовується принцип поділу території покриття на зони, або так звані « соти », радіусом [0,5.. 10] км.

Електротранспорт Електротранспорт ( тролейбуси, трамваї, потяги метрополітену тощо ) є потужним джерелом електромагнітного поля в діапазоні частот [ ] Гц. При цьому в ролі головного випромінювача в переважній більшості випадків виступає тяговий електродвигун ( для тролейбусів і трамваїв повітряні струмоприймачі по напруженості випромінюваного електричного поля змагаються з електродвигуном ).

Радарні установки Радіолокаційні і радарні установки мають звичайно антени рефлекторного типу (« тарілки ») і випромінюють вузьконаправлений радиолуч. Періодичне переміщення антени в просторі призводить до просторової уривчастості випромінювання. Спостерігається також тимчасова уривчастість випромінювання, обумовлена циклічністю роботи радіолокатора на випромінювання. Вони працюють на частотах від 500 МГц до 15 ГГц, проте окремі спеціальні установки можуть працювати на частотах до 100 ГГц і більше. Внаслідок особливого характеру випромінювання вони можуть створювати на місцевості зони з високою щільністю потоку енергії (100 Вт / м 2 і більше ).

Презентацію підготувала вчитель фізики Хацьківської ЗОШ І-ІІІ ст. Заєць М. Ю.