Дослід 5. Будова і дія електромагніта

Обладнання: 1) електромагніт розбірний; 2) батарея акумуляторів; 3) дроти сполучні; 4) штатив універсальний; 5) гиря 5-10 кг; 6) кінокільцівка «Електромагнітний підйомний кран» або кінофільм «Електромагніти та їх застосування в техніки »; 7) кінопроектор; 8) екрани проекційні. У цьому досвіді застосований розбірний електромагніт, деталі якого будуть служити для проведення цілого ряду подальших дослідів. На малюнку 5 зображена наступна установка: на короткий залізний стержень від штатива насаджені дві котушки від електромагніту, з'єднані послідовно, через які пропускається струм від батареї акумуляторів. На досліді з цією установкою показують, що протягнутих через одну або обидві котушки не намагнічений залізний сердечник набуває сильні магнітні властивості. Прилад є електромагнітом і утримує на своїх кінцях досить важкі залізні предмети. Якщо в описане коло включити реостат, то можна показати залежність сили дії електромагніта від величини струму.

Рис.5 Демонстрація прямого електромагніту

Однак залізний якір з гачком відривається від стрижня, якщо до гачка підвісити важку гирю. Слід застосувати інший сердечник - у вигляді літери П. Такий сердечник за допомогою муфти затискають на перекладині між двома штативами і, знявши котушки з прямого стрижня, надягають їх на сердечник. Приєднують через вимикач джерело струму і демонструють сильну дію електромагніту. Останній утримує на якорі гирю 10 кг (рис. 6).

Рис.6 Демострація підковоподібного електромагніту

У момент вимкнення струму гиря падає, тому між штативами треба підкласти що-небудь м'яке.

Практичне застосування електромагніта для підняття вантажу демонструють за допомогою кільцевого фільму «Електромагнітний підйомний кран». У цій кільцівці показано, як електромагніт опускається на купу залізного брухту, піднімає його, переносить і скидає на залізничну платформу, потім повертається назад, після чого весь процес повторяється. Замість зазначеного кільцевого фільму можна продемонструвати перший фрагмент «Пристрій і дію електромагнітного» з навчального звукового фільму «Електромагніти та їх застосування в техніці» (випуск 1961 р.). Фільм починається з демонстрації електромагнітного підйомного крана, на якому потім за допомогою мультиплікації виявляються головні його частини: сердечник і обмотка. При вмиканні струму з'являється магнітне поле, зображене у вигляді силових ліній, яке потім зникає, і деталь, відриваючись від сердечника, падає.

Дослід 7. Дія магнітного поля на рамку зі струмом

Обладнання: 1) рамка дротяна зі шнурів для підвішування; 2) магніти прямі; 3) батарея акумуляторів; 4) вимикач демонстраційний; 5) стрижень від ізолюючого штатива; 6) штатив універсальний; 7) підставки для магнітів (дві літрові скляні байки ); 8) дроти з’єднувальні. Дослід має на меті з'ясувати принцип дії електровимірювальних приладів магнітоелектричної системи. Для проведення досліду береться дротяна рамка від приладу для демонстрація принципу дії електродвигуна і генератора.

Рис.7 Обертання рамки із струмом у магнітному полі

Опір рамки близько 3 Ом. Рамку підвішують за допомогою спеціального шнура, в якому два дроти пофарбовані в різні кольори і не скручені, а скріплені паралельно. Верхні кінці шнура приєднують до двох муфт ізолюючого стержня, укріпленого горизонтально на штативі. До муфти ж приєднують батарею акумуляторів (мал. 7). Після цього мають у своєму розпорядженні по обидві сторони рамки прямі магніти і помічають напрям силових ліній магнітного поля. Потім визначають напрям, за яким буде текти струм у різних ділянках рамки при замиканні ланцюга. За цими даними, застосовуючи правило лівої руки, учні заздалегідь визначають, як повинна поводитись рамка, коли по ній піде струм. Правильність зробленого припущення перевіряють дослідом, включивши струм в коло. Помінявши місцями кінці проводів, що йдуть від джерела струму, демонструють зміну напрямку повороту рамки залежно від напряму струму. Потім показують, що таку ж зміну можна отримати, помінявши місцями полюси магнітів, тобто змінивши напрям силових ліній магнітного поля. Якщо в коло включити реостат, то можна показати залежність величини кута повороту рамки від сили струму, на чому і основана дія електровимірювальних приладів магнітоелектричної системи.