ГЛАВА 14. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

В VII классе электромагнитные явления изучают качественно, и поэтому учащиеся решают только качественные задачи. Большой удельный вес среди них должны составлять экспериментальные задачи.

Существует очень много различных правил для определения полюсов электромагнитов, направления силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, для определения направления индукционного тока. Условимся при решении задач применять следующие правила:

а) для определения направления силовых линий магнитного

поля прямого тока, кругового тока, а также катушки с током — правило буравчика;

б) для определения направления силы, действующей на проводник с током в магнитном поле — правило левой руки;

в) для определения направления индукционного тока — правило правой руки.

Заметим, что знание последнего правила по программе не является обязательным.

Большую роль при решении задач по электромагнетизму играют схемы и рисунки. Их нужно делать особенно тщательно.

В целях политехнического обучения следует решить ряд задач об устройстве и действии приборов, в которых используют электромагниты (звонок, громкоговоритель, электромагнитное реле, машины для очистки зерна от сорняков с помощью электромагнитов и др.).

1. Магнитное поле тока. Электромагниты

291 (э). Каким полюсом будет обращена к нам магнитная стрелка (рис. 50) при направлении тока от А к Ответ проверьте на опыте.

Ответ. Южным. Стрелка расположится вдоль силовых линий, для определения направления которых используем правило буравчика: буравчик ввертываем по направлению тока в проводнике (от А к В), направление вращения ручки буравчика совпадет с направлением силовых линий вокруг проводника с током.

292. Каково направление тока в проводнике (рис. 51)?

Ответ. По правилу буравчика определяем: ток в проводнике направлен от нас за чертеж.

293. Определите направление силовых линий, показанных на рисунке 52.

Ответ. Силовые линии магнитного поля направлены против часовой стрелки.

294. Каково направление тока в катушке (рис. 53)?

Решение. Рассмотрим крайний виток справа. Концентрические

Рис. 50.

Рис. 51.

Рис. 52.

Рис. 53.

силовые линии вокруг него имеют такое направление, что, судя по ним, можно заключить, что ток направляем от точки А к точке В.

Для определения полюсов электромагнитов можно применить и второе правило буравчика.(Если ручку буравчика вращать по направлению тока в витках катушки, то направление ввертывания буравчика совпадет с направлением силовых линий внутри катушки.) Решение задачи таким путем проще.

Применение электромагнитов можно проиллюстрировать, например, на такой задаче.

295. На рисунке 54 дана упрощенная схема машины для очистки зерна от сорняков. Объясните действие машины.

Дополнительно к схеме сообщаем следующее. Порошок железа не пристает к гладким семенам очищаемого от сорняков зерна, но хорошо пристает к шероховатым семенам сорняков [23, № 1455].

Ответ. Ученик должен объяснить, что семена сорняков, к которым пристал металлический порошок, притягиваются вращающимся электромагнитом и, отклоняясь, попадают в левый ящик. Чистое зерно собирается в правом ящике.

Действие электромагнитного реле может быть проиллюстрировано на одном из многочисленных примеров различных автоматических устройств,

296. На рисунке 55 изображена схема автоматического электромагнитного предохранителя. На рисунке 55, а показан

Рис. 54.

Рис. 55.

предохранитель в тот момент, когда через него проходит ток допустимой силы. Рисунок 55, б показывает положение всех деталей предохранителя после того, как по нему прошел ток больше допустимого. Объясните действие автоматического предохранителя.

На схеме следующие обозначения: ЭМ - электромагнит, Я — якорь, П - пружины, Р - рычаг [34, № 1492].

Ответ. Ученик должен объяснить, что при токе, сила которого больше допустимой, электромагнит притянет якорь. Якорь освободит рычаг, который поднимется вверх под действием пружины. Цепь разомкнётся. Чтобы предохранитель опять пришел в рабочее состояние, надо вернуть рычаг в прежнее положение.

После этого рассматривают задачу непосредственно об электромагнитного реле.

Рис. 56.

297. Электромагнитное реле служит для включения цепи сильного тока («рабочей» цепи) при помощи очень слабого «управляющего» тока. К каким зажимам реле (рис. 56) вы присоединили бы рабочую цепь и к каким источник управляющего тока? [23, № 1439].

Ответ. клеммы рабочей цепи, а В и С — клеммы управляющего тока.