|
1.
Na stronie Indukcja elektromagnetyczna - diodowa rurka pokazaliśmy, że jeżeli przewodnik umieścimy w zmiennym polu magnetycznym - indukuje się w nim prąd.
Zobacz symulację
|
JW Player goes here
|
|
2.
Okazuje się, że istnieje również sytuacja odwrotna. Jeżeli przez przewodnik płynie prąd, wówczas wokół niego powstaje pole magnetyczne.
Bardzo dobrym wyznacznikiem pola magnetycznego są igły magnetyczne - kompasy. Ustawiają się wzdłuż linii pola magnetycznego. Dzięki nim możemy sprawdzić, jaką ma strukturę niewidoczne przecież pole magnetyczne.
Na filmie obok prezentujemy doświadczenie Oersteda. Dwie igły magnetyczne - jedna pod, a druga nad przewodnikiem wskazują na początku kierunek ziemskiego pola magnetycznego. Kiedy przez przewodnik zaczyna płynąć prąd elektryczny odchylają się. Stąd wniosek, że płynący prąd w przewodniku wytwarza wokół siebie pole magnetyczne.
Zobacz symulację
|
JW Player goes here
|
|
3.
Film obok prezentuje inną wersję doświadczenia Oersteda. Przewodnik z prądem znajduje się pionowo. Wokół niego umieściliśmy 4 kompasy tak, żeby były możliwie blisko płynącego prądu, a jednocześnie, żeby same na siebie nie oddziaływały (nie jest to takie proste). Po włączeniu prądu igły próbują ustawić się wzdłuż linii pola magnetycznego wytwarzanego przez poruszające się elektrony. Można zauważyć, że pole magnetyczne wokół przewodnika ma kształt okręgów.
Przy okazji sprawdziliśmy, w jaki sposób rozładowuje się płaska, 4,5 woltowa bateria.
Jaki jest kierunek pola magnetycznego wokół przewodnika? Istnieje prosty sposób, żeby to zapamiętać. Możemy wyobrazić sobie, że wkręcamy śrubę prawoskrętną. Jej czubek wskazuje kierunek prądu, a ruch kierunek pola magnetycznego.
|
JW Player goes here
|
|
4.
W tym doświadczeniu pokazujemy jak czytelnie małe kompasy pokazują kształt linii pola magnetycznego (w tym przypadku magnesu sztabkowego). Pamiętajmy, że ich igły są styczne w każdym momencie do linii pola magnetycznego (wypadkowa - linie sił pola magnetycznego sztabkowego + linie sił ziemskiego pola magnetycznego).
|
JW Player goes here
|
|
5.
Jak już wcześniej pokazaliśmy źródłem pola nie musi być magnes sztabkowy. Może to być np. cewka składająca się z kilku zwojów przewodnika.
|
JW Player goes here
|
|
6.
Nawet jeden zwój wystarczy, żeby odchylić igłę magnetyczną.
|
JW Player goes here
|
|
7.
Wiemy, że bieguny jednoimienne w magnesach (północ-północ, południe-południe) się odpychają, a bieguny różnoimienne (północ-południe, południe-północ) przyciągają.
To nie magnesy ze sobą oddziałują, ale ich pola magnetyczne i nie ma znaczenia, jakie są źródła tych pól.
|
JW Player goes here
|
|
8.
W tym doświadczeniu pokazujemy oddziaływanie pola magnetycznego silnych magnesów neodymowych na przewodnik z prądem (przypominamy - wytwarza wokół pole magnetyczne).
Tak, jak w magnesach sztabkowych wystarczyło obrócić jeden z nich, żeby zamiast odpychać zaczęły się przyciągać tak tu, żeby ramka wychyliła się w drugą stronę wystarczy zmienić kierunek prądu płynącego przez przewodnik. Zmiana kierunku pola magnetycznego poprzez obrócenie magnesów oczywiście daje ten sam efekt.
Warto zwrócić uwagę na to, że siła działająca na przewodnik działa zawsze prostopadle do kierunku pola magnetycznego i do kierunku poruszających sie elektronów.
|
JW Player goes here
|
|
9.
Doświadczenie podobne do poprzedniego. Źródłem pola magnetycznego działającego na przewodnik z prądem jest w tym przypadku magnes podkowiasty. Pole magnetyczne w punkcie, gdzie płynie prąd jest w przybliżeniu prostopadłe do stolika.
Przewodnik wychyla się prostopadle do kierunku pola.
|
JW Player goes here
|
|
10.
Cewka to wiele zwojów przewodnika. Wytwarzane przez nią pole magnetyczne (kiedy płynie w niej prąd) jest większe, niż pole generowane przez pojedynczy przewodnik. Nie dziwi więc, że siła, która na nią działa również jest większa - wychyla się bardziej, niż ramka w poprzednich filmach.
|
JW Player goes here
|
|
11.
Skoro wokół przewodnika z prądem powstaje pole magnetyczne, da przewodniki umieszczone niedaleko siebie powinny na siebie oddziaływać (doświadczenie Ampera).
W doświadczeniu obok prąd w obu przewodnikach płynie w tą samą stronę. Przewodniki się przyciągają.
Zobacz symulację
|
JW Player goes here
|
|
12.
W tym doświadczeniu prąd w przewodnikach płynie w przeciwnych stronach. Przewodniki się odpychają.
Na tym doświadczeniu oparta jest definicja ampera. Stały prąd elektryczny 1A to taki prąd, który płynąc w 2 równoległych przewodnikach oddalonych od siebie o 1m spowodowałby wzajemne ich oddziaływanie z siłą równą 2•10-7N na każdy metr długości przewodu.
|
JW Player goes here
|
|
13.
Wiedząc jak pole magnetyczne oddziałuje na przewodnik z prądem możemy zbudować prosty silniczek.
Potrzebne do tego są 2 spinacze, bateryjka 1,5 woltowa, silny magnes neodymowy i mała cewka, która będzie wirnikiem naszego silnika. Cewkę podłączamy do bateryjki przy pomocy spinacza i umieszczamy w polu magnetycznym magnesu (najlepiej przy krawędzi, gdzie pole sił pola magnetycznego mocno się ugina). Po paru próbach cewka zacznie sie obracać.
|
JW Player goes here
|
|
14.
Inny silnik. Bateryjka, gwóźdź, silny magnes i przewodnik. Składamy wszystko, jak na filmie obok - silnik zaczyna się poruszać z coraz większa prędkością.
Uwaga: Należy zachować ostrożność - przewodnik może się nagrzać.
|
JW Player goes here
|
|
15.
Jeszcze jeden bardzo efektowny silnik. Bateryjka, magnes i kawałek wygiętego w specjalny sposób drutu z miedzi.
Więcej o tym silniku możesz przeczytać tu.
|
JW Player goes here
|
