Оң қол ережесі. Ленц заңы.

Сабақ жоспары

Пән: Электротехниканың теориялық негіздері.

Топ:

Күні:

Оң қол ережесі. Ленц заңы.

Сабақтың мақсаты:

1. Білімділік мақсаты: студенттерді электромагниттік индукция құбылысымен таныстыру, генератор және трансформатордың құрылысы мен жұмыс істеу принциптерімен таныстыру.

2. Дамытушылық мақсаты: Тақырыпты таңдауға, салыстыра отырып дамытуға жаттығу.

3. Тәрбиелік мақсаты: Білгенін, үйренгенін, көргенін сауатты және ғылыми негізде баяндай білуге жаттығу.

Сабақтың түрі: Жаңа сабақ

Сабақтың әдіс-тәсілдері: лекция, сұрақ-жауап, салыстыру

Сабақтың көрнекіліктері: плакаттар, буклеттер, жалғағыш сымдар.

Сабақтың барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі:

1. Сәлемдесу;

2. Студенттерді түгендеу;

3. Кабинет бөлмесінің тазалығын тексеру;

4. Студенттердің сабаққа дайындығын тексеру (жұмыс орны, отырыстары, сыртқы түрлері);

5. Студенттердің назарын сабаққа аудару.

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру, қайталау.

А ) теориялық білімдерін тексеру.

Ә) электр қауіпсіздік ережелері.

Б) есептерін тексеру.

ІІІ. Жаңа материалды меңгерту:

Э ЛЕКТРОМАГНИТТІК ИНДУКЦИЯ

Бүгінгі негізгі мақсатымыз ақпараттар бойынша «электромагниттік өріс» ұғымының дамуы туралы мәлімет алу. Электромагниттік индукция заңымен танысу. Ең маңызды байқалған дерек - электр және магнит өрістерінің арасында өзара тығыз байланыс бар екені анықталды. Уақыт бойынша өзгеретін магнит өрісі электр өрісін, ал өзгермелі электр өрісі магнит өрісін тудырады. Өрістер арасындағы осындай байланыссыз электромагниттік күштердің байқалып жүрген сан алуан көріністері мұншалықты мол болмаған болар еді. Радиотолқындар да, жарық та болмас еді.

1 821 жылы Майкл Фарадей өзінің күнделігіне "Магнетизмді электрге айналдыру керек" деп жазды. 10 жыл өткен соң ол бұл мәселені шешті.

Электромагниттік әрекеттесулердің жаңа касиеттерін ашуда электромагниттік өріс туралы түсініктердің негізін салған Фарадейдің тұңғыш, шешуші қадам жасауы кездейсоқ емес еді. Электр мен магнит құбылыстарының табиғаты бір екеніне Фарадей сенімді болды. Соның арқасында ол кейінірек, механикалық энергияны электр тоғы энергиясына айналдыратын дүние жүзіндегі барлық электр станциялары генераторының құрылысының негізі етіп алынған жаңалықты ашқан болатын. Басқа принциптерге негізделіп жұмыс атқаратын энергия көздері - гальвани элементтері, аккумуляторлар және т.б. өндірілетін электр энергиясының мардымсыз аз бөлігін ғана береді. Электр тоғы темір кесегін магниттей алады деп пайымдады Фарадей. Ендеше, магнит те электр тоғын тудыра алмас па екен? Көпке дейін бұл байланысты анықтаудың сәті түспеді. Ең басты түйіні, дәлірек айтқанда, тек қозғалыстағы магниттің немесе уақыт бойынша өзгеріп отыра­тын магнит өрісінің катушкада электр тоғын тудыратыны ойға келмеді.

Ж аңалықты ашуға мынадай кездейсоқ жағдай кедергі болды. Фарадеймен бір мезгілде дерлік Швейцария физигі Колладон да магниттің көмегімен катушкада электр тоғын алуға әрекет жасады. Ол зерттеулер кезінде жеңіл магнит тілі аспап катушкасының ішіңде орналасқан гальванометрді пайдаланды. Магнит тілге тікелей әсерін тигізбес үшін тоқ алуға үміттеніп, ішіне магнит қойылған катушканын ұштарын Колладон келесі бөлмеге шығарып, ондағы гальванометрге жалғады. Магнитті катушкаға тығып, Колладон келесі бөлмеге барып,галь­ванометрге қарап, тоқ жоқ екеніне көзі жетіп, қамықты. Егер ол магнитті қозғауды басқа біреуге тапсырып, өзі үнемі гальванометрге қарап, қадағалап отырғанда, тамаша жаңалық ашылған болар еді. Бұлай болмады. Катушкамен салыстырғанда тыныштықта болатын магнит онда тоқ тудырмайды. Электромагниттік индукция құбылысы дегеніміз - уақыт бойынша айнымалы магнит өрісінде тыныштықта болатын немесе тұрақты магнит өрісінде контурды тесіп өтетін магнит индукциясы сызықтарының саны өзгеріп отыратындай түрде қозғайтын өткізгіш контурда электр тоғының пайда болуы. Ол 1831 жылдың 29-тамызында ашылды. Бұл сияқты тамаша жаңалықтың ашылған күні мұндай дәл белгілі болуы сирек жағдай.

Әуелі бір-біріне қатысты тыныштықта болатын өткізгіштерде тізбекті тұйықтағанда және ажыратқанда пайда болатын электромагниттік индукция ашылған. Содан кейін, тоғы бар өткізгіштерді алыстатудың немесе жақындатудың тізбекті тұйықтау және ажырату кезіндегідей нәтижеге әкелетін айқын түсінген Фарадей, тәжірибелер негізінде катушкаларды бір-біріне қатысты орын ауыстырған кезде де,тоқтың пай­да болатынын дәлелдеді. Ампер еңбектерімен таныс Фарадей магнит дегеннің молекулаларда шыр айналып жүрген кішкене тоқтардың жиынтығы екенін түсінді. Оның зертханалық журналында тіркелгендей, 17-қазан күні катушкаға магнитті енгізгенде (немесе магнитті суырғанда) индукциялық тоқтың пайда болатыны табылды.

Бір айдың ішінде Фарадей тәжірибе жолымен электромагниттік индукция құбылысының елеулі ерекшеліктерінің бәрін ашты. Қазіргі кезде Фарадей төжірибелерін кім болса да қайталай алады. Ол үшін екі катушка, магнит, элементтер батареясы және әжептәуір сезімтал гальванометр қажет.

1,а-суретте кескінделген қондырғыда катушкалардың біріндегі электр тізбегін тұйықтағанда немесе ажыратқанда оған катысты қозғалмай тұрған екінші катушкада индукциялық тоқ пайда болады. Басқа тәжірибелерде имндукциялық тоқ катушкалардың бірінің тоқ күшін реостаттың көмегімен өзгерткен кезде пайда болады (1,ә-сурет); катушкаларды бір-біріне қатысты қозғалтқанда (2,а-сурет), тұрақты магнитті катушкаға қатысты қозғалтқанда (2, ә-сурет) пайда болады.

Фарадейдің өзі-ақ, сырт қарағанда әртүрлі болып көрінетін тәжірибелердегі индукциялық тоқтың пайда болуына тән ортақ негізді түсінді.

Тұйықталған өткізгіш контурда тоқ сол контур шектеп тұрған бетті тесіп өтетін магнит индукция сызықтарының саны өзгерген кезде пайда болады.

Магнит индукциясы сызықтарының саны неғұрлым жылдам өзгерсе, пайда болатын индукциялық тоқта соғұрлым жоғары болады.

Егер тұйықталған өткізгіш контур айнымалы магнит өрісінде болса немесе өзін тесіп өтетін магнит индукциясы сызықтары өзгеретіндей, уақыт бойынша тұрақты магнит өрісінде қозғалатын болса, онда тұйықталған өткізгіш контурда электр тоғы пайда болады.

ЛЕНЦ ЕРЕЖЕСІ, электрмагниттік индукция процесі нәтижесінде пайда болатын индукциялық ток бағытын анықтайды. Оның тұжырымдамасын 1833 ж. Э.Ленц (1804 — 1865) ұсынған. Ленц ережесі бойынша: тұйықталған контурда пайда болатын индукциялық ток оны тудыратын магниттік индукция ағынының өзгеруіне қарсы әсер жасайтындай болып бағытталады. Ленц ережесі электромагниттік индукцияға арналған Фарадей заңының: Еі=–Ф/t оң жақ бөлігінің таңбасын анықтайды; мұндағы Ф контурдан t — уақытта өтетін магнит ағынының өзгеруі.

Максвелл мынадай идея ұсынады: айнымалы құйындай магнит өрісі алдымен айнымалы құйынды электр өрісін туғызады, ол өріс контурда тыныштықтағы электрондардың бағытталған қозғалысын, яғни электр тоғын туғызады.

Максвелл бойынша айнымалы магнит өрісі маңайындағы кеңістікте әрқашан құйынды электр өрісі пайда болады.

Оң қол ережесі - электромагниттік индукция құбылысының салдарынан пайда болған магнит өрісінде қозғалған түзу сызықты өткізгіштегі электр өрісінің бағытын анықтайтын ереже

СОЛ ҚОЛ ЕРЕЖЕСІ – магнит өрісінде орналасқан тогы бар өткізгішке әсер ететін мех. күштің бағытын анықтауға арналған ереже. Ол былай тұжырымдалады: сол қолды магнит өрісінің күш сызықтары алақанға енетіндей етіп, ал төрт саусақты ток бағытымен ұстағанда, бас бармақ өткізгішке әсер ететін күштің бағытын көрсетеді (ток бағыты етіп электронның немесе электр өрісіндегі теріс иондардың қозғалысына қарсы бағыт алынады)

Оқытылып отырған оқу материалын қабылдаудағы оқушы түсінігін тексеру

Оқытылып отырған оқу материалын бекіту немесе дағдыландыру жұмыстарын жүргізу.

Бекіту: Есептер шығарту.

Бағалау.

Үй тапсырмасы: Электромагниттік индукция заңы. Трансформаторлар.

Оқытушы: Дюсенбаева Т. А.