Явление электромагнитной индукции

«Счастливая случайность выпадает лишь на одну долю подготовленного ума».

Л.Пастернак


Опыт датского учёного Эрстеда

1820 год

1777 – 1851г






Майкл Фарадей

1791 – 1867 г.г., английский физик,

Почетный член Петербургской

Академии Наук (1830),

Основоположник учения об электромагнитном поле; ввел понятия «электрическое» и «магнитное поле»;

высказал идею существования

электромагнитных волн .

1821 год: «Превратить магнетизм в электричество».

1931 год – получил электрический ток с помощью магнитного поля



«Электромагнитная индукция» -

слово латинское, означает « наведение»


Опыт М. Фарадея

«На широкую деревянную катушку была намотана медная проволока длиной в 203 фута и между витками её намотана проволока такой же длины, изолированная от первой хлопчатобумажной нитью.

Одна из этих спиралей была соединена с гальванометром, другая – с сильной батареей…

При замыкании цепи наблюдалось внезапное, но чрезвычайно слабое действие на гальванометре, и то же самое действие замечалось при прекращении тока.

При непрерывном же прохождении тока через одну из спиралей не удалось обнаружить отклонения стрелки гальванометра…»



Что мы видим?

Вывод из увиденного опыта :

  • Ток, возникающий в катушке (замкнутом контуре), называют

индукционным.

  • Отличие полученного тока от известного нам ранее заключается в том, что для его получения не нужен источник тока.

Общий вывод Фарадея

Индукционный ток в замкнутом контуре возникает при изменении магнитного потока через площадь, ограниченную контуром.


Электромагнитная индукция – это физическое явление, заключающееся в возникновении электрического тока в проводящем контуре, который либо покоится в переменном во времени магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле таким образом, что число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, меняется.

Возникающий при этом ток называют индукционным .





В чём причина возникновения индукционного тока в катушке?


Рассмотрим магнит:

Что вы можете сказать о магните?


Когда мы вносим магнит в замкнутый контур катушки, что у него изменяется?


А как определить направление индукционного тока?

Мы видим, что направление индукционного тока разное в этих опытах.






Основываясь на законе сохранения энергии, русский учёный Ленц предложил правило , по которому определяется направление индукционного тока.

Русский физик Эмиль Ленц

1804 – 1865гг.




0, если выдвигается, то ∆Ф 0). 3. Определить направление линий индукции магнитного поля В′, созданного индукционным током (если ∆Ф 0, то линии В и В′ направлены в противоположные стороны; если ∆Ф 0, то линии В и В′ сонаправлены). 4. Пользуясь правилом буравчика (правой руки), определить направление индукционного тока. ∆ Ф характеризуется изменением числа линий магнитной индукции В, пронизывающих контур " width="640"

1. Определить направление линий индукции внешнего поля В(выходят из N и входят в S ).

2. Определить, увеличивается или уменьшается магнитный поток через контур (если магнит вдвигается в кольцо, то ∆Ф 0, если выдвигается, то ∆Ф 0).

3. Определить направление линий индукции магнитного поля В′, созданного индукционным током (если ∆Ф 0, то линии В и В′ направлены в противоположные стороны; если ∆Ф 0, то линии В и В′ сонаправлены).

4. Пользуясь правилом буравчика (правой руки), определить направление индукционного тока.

∆ Ф

характеризуется изменением

числа линий магнитной индукции В,

пронизывающих контур




Математическая формула закона электромагнитной индукции

ε = - ΔΦ/Δ t 

ΔΦ/Δ t - скорость изменения магнитного потока (единицы измерения Вб/с )

ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.


Закон электромагнитной индукции

ЭДС электромагнитной индукции в замкнутом контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром.

Ток в контуре имеет положительное направление при убывании внешнего магнитного потока.












Жесткий диск компьютера.

Электромагнитная индукция в современном мире

Видеомагнитофон.

Детектор полицейского.

Детектор металла в аэропортах

Поезд на магнитной подушке

Показ видеороликов о применении явления электромагнитной индукции: детектор металлов, запись информации на магнитные носители и чтение с них – диск «Физика 7-11 классы. Библиотека наглядных пособий» Образовательные комплексы.

Презентация на тему "Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея" по физике в формате powerpoint. В данной презентации для школьников рассказывается, как было открыто явление электромагнитной индукции, что собой представляет данное явление и какие имеет законы. Авто презентации: учитель Попова И.А.

Фрагменты из презентации

Открытие явления электромагнитной индукции

Явление электромагнитной индукции было открыто выдающимся английским физиком М. Фарадеем в 1831 г. Оно заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении во времени магнитного потока, пронизывающего контур.

Явление электромагнитной индукции

заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении во времени магнитного потока, пронизывающего контур.

Магнитный поток

  • Магнитным потоком Φ через площадь S контура называют величину
  • Φ = B · S · cos α
  • где B – модуль вектора магнитной индукции,
  • α – угол между вектором и нормалью к плоскости контура
  • Единица магнитного потока в системе СИ называется вебером (Вб)

Закон электромагнитной индукции Фарадея

  • Правило Ленца:
  • При изменении магнитного потока в проводящем контуре возникает ЭДС индукции Eинд, равная скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром, взятой со знаком минус:

Изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, может происходить по двум причинам:

  • Магнитный поток изменяется вследствие перемещения контура или его частей в постоянном во времени магнитном поле.
  • Изменение во времени магнитного поля при неподвижном контуре.

Выводы

Явление электромагнитной индукции наблюдается в случаях:

  • движение магнита относительно катушки (или наоборот);
  • движение катушек относительно друг друга;
  • изменение силы тока в цепи первой катушки(с помощью реостата или замыканием и размыканием выключателя);
  • вращением контура в магнитном поле;
  • вращением магнита внутри контура.

Презентация по слайдам

Текст слайда: ЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ открыто Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года Презентацию выполнила: Бахтина Ирина Владимировна, учитель физики МОУ «СОШ №3 г.Новый Оскол Белгородской области


Текст слайда: Установленный факт: магнитное поле – особый вид материи магнитное поле порождается электрическим током


Текст слайда: Возможно ли обратное явление? Может ли магнитное поле «создать» электрический ток?


Текст слайда: 1822 год… Майкл Фарадей ставит задачу: ПРЕВРАТИТЬ МАГНЕТИЗМ В ЭЛЕКТРИЧЕСТВО


Текст слайда: Решением той же задачи были заняты и другие ученые того времени Почти одновременно с Майклом Фарадеем получить электрический ток в катушке с помощью магнита пытался швейцарский физик Жан Даниэль Колладон


Текст слайда: Совершим путешествие в те далекие времена и воспроизведем опыты Колладона Открытие не было сделано Судьба оказалась благосклонна к Майклу Фарадею


Текст слайда: ФАРАДЕЙ ПРЕДЛОЖИЛ И ДРУГИЕ РАЗНОВИДНОСТИ ОПЫТА: Замыкание (размыкание) цепи катушки с током Регулирование реостатом силы тока в цепи катушки Внесение (извлечение) катушки с током из катушки, замкнутой на гальванометр Вращение замкнутого контура в магнитном поле


Текст слайда: Что же объединяет все эти опыты? Что можно сказать о магнитном потоке, как числе линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность, ограниченную контуром? При внесении (изъятии) магнита? При замыкании (размыкании) цепи? При изменении силы тока реостатом? При внесении (изъятии) катушки с током? При вращении контура в магнитном поле? изменяется


Текст слайда: ВЫВОД: Во всех рассмотренных случаях изменяется магнитный поток через поверхность, ограниченную контуром В цепи катушки гальванометра появляется индукционный ток

Слайд №10


Текст слайда: ЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ Заключается в возникновении электрического тока в замкнутом контуре при любом изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром Отличие полученного тока от известного нам ранее заключается в том, что для его получения не нужен источник тока

Слайд №11


Текст слайда: 29 августа 1831 года Майклом Фарадеем открыто явление электромагнитной индукции Ему удалось превратить магнетизм в электричество

Слайд №12


Текст слайда: Домашнее задание: Параграф 49 ОК в тетради Подготовить презентацию о жизни М.Фарадея (по желанию)

Слайд №13


Текст слайда: Литература и интернет-ресурсы: А.В.Перышкин, Е.М.Гутник «Физика 9» http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/88/M_Faraday_Th_Phillips_oil_1842.jpg/220px-M_Faraday_Th_Phillips_oil_1842.jpg - слайд 1 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/91/Electromagnetism.svg/180px-Electromagnetism.svg.png -слайд 2 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c8/M_Faraday_Lab_H_Moore.jpg/250px-M_Faraday_Lab_H_Moore.jpg -слайд 3 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c8/M_Faraday_Lab_H_Moore.jpg/250px-M_Faraday_Lab_H_Moore.jpg -слайд 4 http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/40.jpg -слайд 5 http://www.home-edu.ru/user/f/00000951/23/pic/faradey_exp.gif -слайд 6 http://www.nvtc.ee/e-oppe/Baksejeva/elmagn/el.magn3Thumbnail.png -слайд 7 http://www.nvtc.ee/e-oppe/Baksejeva/elmagn/el.magn2Thumbnail.png -слайд 7 http://www.nvtc.ee/e-oppe/Baksejeva/elmagn/el.magn4.gif -слайд 7 http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/9.jpg -слайд 8 http://www.home-edu.ru/user/f/00000951/23/pic/ind_curr.gif -слайд 9 http://class-fizika.narod.ru/10_11_class/10_magn/35.jpg -слайд 10 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/57/Magnet0873.png/250px-Magnet0873.png -слайд 11 http://www.nvtc.ee/e-oppe/Baksejeva/elmagn/el.magn1Thumbnail.png -слайд 11

Cлайд 1

«Счастливая случайность выпадает лишь на одну долю подготовленного ума». Л.Пастернак Явление электромагнитной индукции

Cлайд 2

«Самым великим моим открытием было открытие Фарадея» Гэмфри Дэви Открытие электромагнитной индукции

Cлайд 3

1791 – 1867 г.г., английский физик, Почетный член Петербургской Академии Наук (1830), Основоположник учения об электромагнитном поле; ввел понятия «электрическое» и «магнитное поле»; высказал идею существования электромагнитных волн. 1821 год: «Превратить магнетизм в электричество». 1931 год – получил электрический ток с помощью магнитного поля Майкл Фарадей

Cлайд 4

29 августа 1831 года «На широкую деревянную катушку была намотана медная проволока длиной в 203 фута и между витками её намотана проволока такой же длины, изолированная от первой хлопчатобумажной нитью. Одна из этих спиралей была соединена с гальванометром, другая – с сильной батареей… При замыкании цепи наблюдалось внезапное, но чрезвычайно слабое действие на гальванометре, и то же самое действие замечалось при прекращении тока. При непрерывном же прохождении тока через одну из спиралей не удалось обнаружить отклонения стрелки гальванометра…»

Cлайд 5

Электрический ток возникал тогда, когда проводник оказывался в области действия переменного магнитного поля. 17 октября 1831 года

Cлайд 6

Электромагнитная индукция – физическое явление, заключающееся в возникновении вихревого электрического поля, вызывающего электрический ток в замкнутом контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром. Возникающий при этом ток называют индукционным.

Cлайд 7

Правило Ленца Э.Х. Ленц 1804 – 1865 г.г., академик, ректор Петербургского Университета Индукционный ток всегда имеет такое направление, при котором возникает противодействие причинам, его породившим.

Cлайд 8

Магнитным потоком Ф через поверхность площадью S называют величину, равную произведения модуля вектора магнитной индукции В на площадь S и косинус угла между векторами В и n. Ф=ВS cos Ф=Вn S Магнитный поток

Cлайд 9

∆Ф характеризуется изменением числа линий В, пронизывающих контур. 1. Определить направление линий индукции внешнего поля В(выходят из N и входят в S). 2. Определить, увеличивается или уменьшается магнитный поток через контур (если магнит вдвигается в кольцо, то ∆Ф>0, если выдвигается, то ∆Ф0, то линии В и В′ направлены в противоположные стороны; если ∆Ф

История открытия электромагнитной индукции. Открытия Ганса Кристиана Эрстеда и Андре Мари Ампера показали, что электричество обладает магнитной силой. Влияние магнитных явлений на электрические было открыто Майклом Фарадеем. Ганс Кристиан Эрстед Андре Мари Ампер


Майкл Фараде́й () «Превратить магнетизм в электричество»- записал он в своём дневнике в 1822 году. Английский физик, основоположник учения об электромагнитном поле, иностранный почетный член Петербургской Академии Наук (1830).




Описание опытов Майкла Фарадея На деревянный брусок намотаны две медные проволоки. Одна из проволок была соединена с гальванометром, другая – с сильной батареей. При замыкании цепи наблюдалось внезапное, но чрезвычайно слабое действие на гальванометре, и то же самое действие замечалось при прекращении тока. При непрерывном же прохождении тока через одну из спиралей не удалось обнаружить отклонения стрелки гальванометра


Описание опытов Майкла Фарадея Другой опыт заключался в регистрации всплесков тока на концах катушки, внутрь которой вставлялся постоянный магнит. Такие всплески Фарадей назвал "волнами электричества"






ЭДС индукции ЭДС индукции, вызывающая всплески тока ("волны электричества") зависит не от величины магнитного потока, а от скорости его изменения.
















1. Определить направление линий индукции внешнего поля В (выходят из N и входят в S). 2.Определить, увеличивается или уменьшается магнитный поток через контур (если магнит вдвигается в кольцо, то Ф>0, если выдвигается, то Ф 0, если выдвигается, то Ф 0, если выдвигается, то Ф 0, если выдвигается, то Ф 0, если выдвигается, то Ф
3. Определить направление линий индукции магнитного поля В, созданного индукционным током (если Ф>0, то линии В и В направлены в противоположные стороны; если Ф 0, то линии В и В направлены в противоположные стороны; если Ф 0, то линии В и В направлены в противоположные стороны; если Ф 0, то линии В и В направлены в противоположные стороны; если Ф 0, то линии В и В направлены в противоположные стороны; если Ф


Вопросы Сформулируйте закон электромагнитной индукции. Кто является основоположником этого закона? Что такое индукционный ток и как определить его направление? От чего зависит величина ЭДС индукции? Принцип действия каких электрических аппаратов основан на законе электромагнитной индукции?