Эксперименты с током и электромагнитным полем

Магнитное поле всегда сопровождает ток. Электрический ток без магнитного поля не существует.Я решил провести опыт, чтобы выяснить, действительно ли проводник под действием тока превращается в магнит.

Проводя ток через прямой проводник и соленоид, слежу за отклонением магнитной стрелки компаса. Результаты говорят о том, что вокруг проводника с током образуется магнитное поле; у соленоида магнитное поле больше, чем у прямого проводника, но значительно слабее поля обычного магнита.

Зависимость мощности электромагнита от наличия и материала сердечника.Поочередно меняя сердечники в электромагните, измеряем силу магнитного поля взвешиванием поднятого ими груза.

Полученные результаты (Приложение 3, Таблица 1) позволяют сделать следующий вывод: наличие сердечника в катушке влияет на величину магнитного поля. Наилучший результат показал сердечник из металла, его мы и будем использовать в следующих опытах.

Зависимость мощности электромагнита от диаметра сердечника. Поочередно меняя сердечники, измеряем силу магнитного поля взвешиванием поднятого ими груза. Проанализировав полученные результаты (Приложение 3, Таблица 2), можно сделать следующий вывод: размер сердечника в катушке влияет на величину магнитного поля. Наилучший результат показал сердечник наибольшего диаметра, его мы и будем использовать в следующих опытах.

Зависимость мощности электромагнита от сечения обмотки. Измеряем силу магнитного поля у разных электромагнитов взвешиванием поднятого ими груза. Полученные результаты (Приложение 3, Таблица 3) позволяют сделать следующий вывод: сечение проводника в обмотке влияет на магнитное поле катушки. Она выдает максимальные показатели при использовании проводника наименьшего сечения.

Зависимость мощности электромагнита от количества витков обмотки. Измеряем силу магнитного поля у разных электромагнитов взвешиванием поднятого ими груза. Подведя результаты (Приложение 3, Таблица 4) делаю вывод: количество витков в обмотке влияет на магнитное поле катушки. Она выдает максимальные показатели при большем количестве витков.

Зависимость мощности электромагнита от силы тока в сети. Меняя источники тока, измеряем силу магнитного поля электромагнита взвешиванием поднятого им груза. Проанализировав полученные результаты (Приложение 3, Таблица 5), можно сделать следующий вывод: величина силы тока влияет на магнитное поле катушки. Чем выше сила тока, тем сильнее магнитное поле.

Выясним, можно ли менять полярность магнита и электромагнита. Определим полярность электромагнита [1] при разных направлениях тока, поднося к компасу.

По результаты (Приложение 4, Таблица 1), делаем вывод: обычный магнит не меняет полярность, а полярность электромагнита можно поменять.

При взаимодействии двух электромагнитов, как и у обычных магнитов, одноименные полюса отталкиваются, разноименные притягиваются.

Сравним магнитное поле магнита и электромагнита.Высыпаю металлическую крошку на картон, поочередно подношу к нему магнит и электромагнит [3, с. 92-93]. Сравнивая получившиеся рисунки, можно сделать вывод, что магнитные поля магнита и электромагнита очень похожи (Приложение 4, Таблица 2).

На последнем этапе исследования я решил выяснить, какое устройство я могу сделать сам с помощью электромагнита. Зная свойства электромагнита я сделал электрозамок и автомобиль с крановой установкой (Приложение 5). С обычным магнитом эти устройства работать не будут.

Проведя исследования, я в очередной раз убедился, насколько интересно почувствовать себя экспериментатором. Как интересно устроена работа таких, казалось бы привычных для нас, устройств.

В ходе своей исследовательской работы я выполнил все поставленные перед собой задачи и теперь могу сделать следующие выводы:

1. Магнитного поля без электрического тока не существует.
2. С помощью металлического сердечника и проводника, подключенного к питанию, можно сделать электромагнит.
3. Меняя сердечник в катушке, сечение обмотки и количество витков в обмотке, регулируя силу тока можно контролировать величину магнитного поля электромагнита.
4. Электромагнит, так же, как и магнит, имеет два полюса, но полярность электромагнита можно поменять.
5. Гипотеза подтвердилась полностью – электромагниты схожи по своим свойствам с магнитами и даже превосходят их. Магнитная сила, созданная с помощью электроэнергии, имеет громадное преимущество: ее можно прервать простым поворотом выключателя.

1. Как определить полярность магнита [Электронный ресурс].
2. Первый электромагнит [Электронный ресурс].
3. Перельман, И.Я. Занимательная физика. Книга 2/ И.Я. Перельман – М.: Наука, 1983. – 148 с.
4. Свойства постоянных магнитов [Электронный ресурс].
5. Электромагниты – что это такое? Сила электромагнита [Электронный ресурс].

Приложение 1. Результаты анкетирования

1. Есть ли у тебя дома электромагниты?

да

48%

нет

26%

не знаю

26%

2. Сколько полюсов у обычного магнита и электромагнита?

один	0%		два	35%
у них разное количество полюсов	0%		не знаю	65%

3. Как ты думаешь, можно ли поменять полюса у магнита и электромагнита?

да	22%	нет	0%	не знаю	70%
только у магнита	4%	только у электромагнита	4%

4. Как ты думаешь, без чего не может работать электромагнит?

без электричества

56%

без магнита

28%

не знаю

16%

5. Где применяются электромагниты?

в транспорте	10%		в медицине	9%
перемещение массивных объектов	10%		бытовая техника	26%
производство электродвигателей	19%		электроизмерительные приборы	26%

6. Можно ли в домашних условиях сделать электромагниты?

да	57%		нет	39%
да, я уже делал	4%		не знаю	0%

Приложение 2. Зависимость силы магнитного поля от формы проводника

Таблица 1

Форма	Количество витков, шт	Отклонение стрелки компаса, 0С	Количество примагниченных скрепок, шт
проводник без тока	0	0	0
прямой проводник с током	0	20	0
соленоид с током	10	160	0
обычный магнит	-	180	15

График зависимости силы магнитного поля проводника с током различной формы

Приложение 3. Практическое применение

Домик с электрозамком

Автомобиль с крановой установкой

Перейти к содержанию
проекта "Что эффективнее, магнит или электромагнит?"