Взаємодія електромагніта з постійним магнітом

Мета: дослідити властивості електромагніта за допомогою постійного магніту та з’ясувати, як змінюється орієнтація полюсів залежно від напрямку струму в котушці.

Дослід виконується з використанням набору "EdPro Amperia. Електрика та Магнетизм".

Амперія: Електрика та магнетизмedpro.ua

Відео досліду

Підготовка до практичного заняття

1. Підготуйте необхідне для виконання експериментів обладнання та переконайтеся у його справності. Інформацію про комплектацію набору EdPro Amperia та інструкцію з його використання можна знайти за посиланням:

Інструкція — Електрика та МагнетизмРесурси EdPro

Штабовий магніт

Електромагніт

Контейнер з магнітними ошурками

Джерело струму

З'єднувальні провідники

1. Підготувати додаткові матеріали, що не входять в набір Amperia: штатив та нитки (щоб підвісити штабовий магніт).

2. Роздрукуйте роздаткові матеріали для учнів відповідно до кількості робочих груп. Набір "EdPro Amperia. Електрика та Магнетизм" призначений для роботи групи з 4-х учнів. Роздаткові матеріали з лабораторної роботи можна завантажити звідси:

Роздаткові матеріали

1. Перед початком практичної роботи нагадайте учням основні поняття та закони до цієї теми, а також ознайомте їх з технікою безпеки.

Техніка безпеки

• У випадку неправильного під’єднання провідників у колі може відбутися коротке замикання. Хоча джерело струму EdPro Amperia має програмний захист від короткого замикання, все ж варто уникати такої ситуації.

• Повний текст рекомендацій з техніки безпеки під час роботи з набором "EdPro Amperia. Електрика та Магнетизм" доступний за посиланням:

Інструкція — Електрика та МагнетизмРесурси EdPro

Основні поняття та закони

Постійні магніти

Постійні магніти виготовляють з феромагнетика із залишковою намагніченістю.

Кожен магніт має південний (S) та північний (N) полюси, що притягуються до відповідних магнітних полюсів Землі.

При взаємодії двох магнітів

Однакові полюси двох магнітів відштовхуються, а різні — притягуються:

Електромагніт

Складається з феромагнітного осердя та обмотки й має властивості магніту, лише коли у його обмотці є струм.

У поточній роботі буде використовуватися підковоподібний електромагніт.

Силові лінії магнітного поля підковоподібного електромагніта

Полюси електромагніта

Залежать від напрямку струму в обмотці. Орієнтацію полюсів електромагніта можна знайти із правила правої руки.

Правило правої руки

Хід роботи з набором Amperia

1. Опір нашого електромагніта приблизно 10 Ом, максимальний струм, який здатен віддати блок живлення ≈ 1 А, для цього необхідно вибрати напругу ≈ 5 В.

1. ВАЖЛИВО Завдяки феромагнітному осердю електромагніт без струму завжди буде притягуватися до постійного магніту. Тому, зустрівшись із такою “дивною” поведінкою, перевірте, чи справді через електромагніт протікає струм — його величину можна побачити на екрані блоку живлення:

Зверніть увагу!

Приклади зібраних електричних кіл з використанням компонентів EdPro Amperia та показники на приладах у цьому розділі надані лише в якості ілюстрації, а не як критерій правильності виконання експерименту. Може бути декілька правильних способів зібрати електричне коло за схемою (з перестановками елементів кола, різними варіантами підключення магнітних з'єднань провідників тощо).

Рекомендуємо давати учням лише формальну постановку задачі та можливість знайти власний варіант її практичного розв'язку.

Відео досліду