|
|
DEMONŠTRAČNÉ
EXPERIMENTY: MAGNETICKÉ POLE
7.
VODIČ S PRÚDOM V MAGNETICKOM POLI
Pomôcky:
statív,
zdroj jednosmerného napätia, vypínač, spojovacie vodiče, vodič,
podkovovitý magnet,
Realizácia pokusu:
Zo
sady pre elektromagnetizmus zostavíme zariadenie ako na obrázku. Severný
pól je na hornom ramene podkovovitého magnetu. V elektrickom obvode je
zapojený akumulátor, vypínač a vodič, ktorý je pohyblivo uložený
na statíve. Po uzavretí obvodu sa vodič s prúdom
vychyľuje zo svojej rovnovážnej polohy. Pri zmene smeru prúdu
sa vodič vychyľuje na opačnú stranu. Rozopneme el. obvod a otočíme
podkovovitý magnet severným pólom nadol. Po uzavretí obvodu
sa vodič vychyľuje do pôvodného smeru. Rozopneme el. obvod a
zmeníme
smer prúdu v obvode. Smer vychyľovania vodiča sa opäť zmenil.
Pri zmene polarity magnetu
môžeme
opäť pozorovať
zmenu
smeru vychyľovania vodiča.
Fyzikálna
interpretácia:
Magnetické
pole podkovovitého magnetu sme si zobrazili železnými pilinami. Jeho
indukčné čiary smerujú v
oblasti medzi ramenami magnetu takmer rovnobežne od severného pólu k pólu
južnému. Vodič s prúdom je
umiestnený do magnetického poľa, ktoré naň pôsobí silou. Smer tejto
sily vieme určiť Flemingovým pravidlom ľavej ruky. Zmena
smeru vychyľovania vodiča s prúdom nastáva pri zmenách : -
smeru prúdu vo vodiči, - polarity magnetu. Pri každom z príkladov
meniaceho sa smeru vychyľovania aplikujeme Flemingovo pravidlo ľavej
ruky a konfrontujeme správnosť
jeho použitia s výsledkom experimentu.
Realizačná poznámka:
Na
pohyblivé upevnenie vodiča použijeme dva kúsky medeného drôtu (
zbavené izolácie ) ohnuté do tvaru
sumy, ktorých krajné konce zasunieme do otvorov na vodiče v statívových
úchytkách. Pri prechode veľkých prúdov sa môže stať, že pri
iskrení vznikne v mieste dotyku napálená vrstva, ktorá bráni prechodu
prúdu. Túto vrstvu je potrebné pred pokusom obrúsiť okrúhlym pilníkom
alebo zastriekať kontoxom.
Metodická poznámka:
Magnetická
sila pôsobiaca na vodič s prúdom má premenlivú veľkosť. Vodič sa
pri vypudzovaní dostáva do slabšieho magnetického poľa, veľkosť
magnetickej sily klesá a v dôsledku vlastnej tiaže padá späť do
hustejšieho magnetického poľa medzi ramenami magnetu. Magnetická sila
narastá a vodič je opäť vypudzovaný. V praxi dostaneme kmitavý pohyb,
ktorého výchylky sú výraznejšie na jednu
stranu. V tomto smere pôsobí magnetické pole na vodič s prúdom.
Pri vťahovaní vodiča do magnetického poľa nastáva odraz vodiča na
stene magnetu a vzniká podobný kmitavý pohyb, ktorý však po chvíľke
ustane a je evidentný smer pôsobenia magnetickej sily.
Otázky :
1. Koľkými spôsobmi je možné zmeniť smer pohybu vodiča ?
2. Vysvetli fyzikálnu príčinu kmitavého pohybu vodiča vypudzovaného
alebo vťahovaného do magnetického poľa.
|
|
|
|