Электрические явления
- Участник: Ионкин Иван Александрович
- Руковоитель работы: Гурьянова Галина Александровна
Техника безопасности
- Будьте внимательны, дисциплинированны, аккуратны, точно выполняйте указания учителя.
- Перед тем как приступить к выполнению работы, тщательно изучите её описание, уясните ход её выполнения.
- Не оставляйте рабочего места без разрешения учителя.
- Располагайте приборы, материалы, оборудование на рабочем месте в порядке, указанном учителем.
- Не держите на рабочем столе предметы, не требующиеся при выполнении задания.
- Не устанавливайте на краю стола штатив, во избежание его падения.
- После выполнения измерений электронным секундомером выключите его, отсоединив разъём.
- Источник тока электрической цепи подключайте в последнюю очередь. Не включать собранную цепь без проверки и разрешения учителя.
- При сборке электрической цепи провода располагайте аккуратно, а наконечники плотно соединяйте с клеммами.
- Следите, чтобы изоляция проводов была исправна, а на концах проводников были наконечники.
- Не касайтесь руками мест соединений. Не использовать провода с нарушенной изоляцией. Все изменения в цепи производите после отключения источника тока.
- При проведении опытов не допускайте предельных нагрузок измерительных приборов. После снятия показаний цепь разомкнуть. По указанию учителя разобрать цепь.
- При сборке электрической цепи провода располагайте аккуратно, а наконечники плотно соединяйте с клеммами.
- Обнаружив неисправность в электрических устройствах, находящихся под напряжением, немедленно отключите источник электропитания и сообщите об этом учителю.
- Берегите оборудование и используйте его по назначению.
- При получении травмы обратитесь к учителю.
Введение
В своей работе по теме «Электрические явления» я проведу и объясню три эксперимента, описанные в учебнике Перышкина А.В. Физика. 8 класс (рис. 57, рис. 43, рис. 33).
Цель работы: расширение кругозора, повышение эрудиции, развитие интереса к экспериментальной физике, умений демонстрировать и объяснять опыты, научиться работать самостоятельно.
Опыт № 1. Магнитное действие тока
Цель опыта: доказать что вокруг катушки с током имеется магнитное поле.
Приборы и материалы: полосовой магнит, катушка на гибких проводах, штатив, источник тока, ключ, три провода.
Закреплю катушку на гибких проводах в штативе. Концы обмотки присоединю к полюсам источника тока через ключ. Замкну ключ и поднесу к катушке полосовой магнит, она будет притягиваться или отталкиваться от магнита.
Вывод из опыта № 1: вокруг катушки с током имеется магнитное поле, она как магнитная стрелка имеет два полюса – северный и южный. Магнитное поле можно обнаружить при помощи постоянного полосового магнита. Магнитное действие тока наблюдается всегда, какой бы проводник тока ни был – твердый, жидкий или газообразный.
Явление взаимодействия катушки с током и магнита используют в устройстве прибора, называемого гальванометром.
Опыт № 2. Султаны
Цель работы: научиться работать с электрофорной машиной, доказать, что одноименно заряженные тела отталкиваются друг от друга, а разноименные – притягиваются. Тела электризуются при трении.
Приборы и материалы: электрофорная машина, два самодельных султана, 2 провода, изолирующая указка.
Два султана соединю длинными проводами с разными индукторами электрофорной машины. Один султан зарядится положительно, другой отрицательно. По легким бумажкам видно, что одноименные заряды отталкиваются. Указкой буду сближать султаны. Между собой они будут притягиваться, т. к. заряжены разными знаками.
Вывод: тела, имеющие электрические заряды одинакового знака, взаимно отталкиваются, а тела, имеющие заряды противоположного знака, взаимно притягиваются. Электризация тел происходит при их соприкосновении.
На явлении электризации тел при соприкосновении основан принцип работы ксероксов.
Способов получения главного коммунального ресурса, — электричества, становится все больше. Уже никого не удивишь его геотермальными электростанциями и ветрогенераторами и солнечными батареями. Самый новый способ до недавнего времени был только в мечтах. Российские ученые придумали, как грамотно использовать перспективы эбонитовой палочки в народном хозяйстве, разработав преобразователь, который позволит применить статическое электричество для выработки электроэнергии в промышленных масштабах.
Что такое электростатика, все знают на собственном опыте. В сухом помещении разряды электричества иногда очень досаждают. Как побороть этот эффект, известно. А вот как извлечь из него пользу, до недавнего времени сказать никто не мог. Выход нашли в НИИ электрификации сельского хозяйства.
Методом проб и ошибок с помощью новейшей электроники нашим ученым удалось сконструировать преобразователь в лабораторных условиях. Работы российского изобретения можно показать так. Для создания статического поля используется люстра Чижевского. Затем через специальный съемник энергия подается на преобразователь. В нем электростатика превращается в постоянный ток.
Из 60 киловольт статического электричества здесь удается получить 90 Вольт постоянного тока. На практике можно снять напряжение намного выше. Достаточно разместить токосъемники в таких уголках планеты, где воздух сильно заряжен. Например, на южном полюсе с его сухим климатом или в горах, где собирать энергию из воздуха не менее перспективно, чем в Антарктиде.
В горах ветер гонит облака. С одной стороны, можно ставить ветрогенераторы, с другой стороны — токоприемники, которые будут собирать статическое электричество и преобразовывать его в ток.
Опыт № 3. Термоэлемент
Цель работы: проверить работу источника тока, который называется термоэлементом.
Приборы и материалы: две проволоки изготовленные из разных металлов и спаянные в одном месте (термоэлемент), штатив, спиртовка, микроамперметр, провода.
Клеммы термоэлемента соединю проводами с микроамперметром. Поднесу спиртовку к одному спаю. Показания микроамперметра начинают увеличиваться. Поднесу спиртовку к другому спаю – показания микроамперметра начинают уменьшаться. Значит, один конец является положительным полюсом, а другой – отрицательным.
Вывод: если две проволоки, изготовленные из разных металлов, спаять, а затем нагреть место спая, то в проволоках возникнет электрический ток. Такой источник тока называется термоэлементом, в нем внутренняя энергия нагревателя превращается в электрическую.
Если спаять два разнородных проводника, получится устройство, получившее название термопары. Его создал в 1621 году немецкий физик Зеебек. Если подключить ее к гальванометру и подогреть место спая, стрелка прибора зафиксирует наличие тока в цепи. Многие ученые пытались получать с помощью термопар электроэнергию, однако из-за очень низкого КПД успехи в этой области и по сей день невелики. Но термоэлемент - так называют несколько конструктивно объединенных термопар - очень чутко реагирует на малейшее различие температур его спаев.
В 1830 году итальянские ученые Л. Нобиле и М. Мелони создали батарею из 32 миниатюрных термопар. Она заставляла отклоняться стрелку гальванометра под действием теплового излучения человека, стоящего на расстоянии десять метров от устройства. Такой прибор мог бы стать элементом системы охранной сигнализации, но новинка тогда внимания почти не привлекла. В 1869 году английский астроном лорд Росс при помощи термопары приступил к измерению температуры различных участков поверхности Юпитера. Он сконцентрировал тепловое излучение планеты на термопаре при помощи телескопа. Чувствительность его прибора значительно превышала тепловую чувствительность гремучей змеи! А всего через полвека изобретатели начали задумываться над применением термоэлемента в военных целях. В 1910 году появились патенты по созданию на его основе приборов, регистрирующих излучение людей, самолетов и кораблей. Предлагалось даже использовать термопары для самонаведения авиаторпед. Первыми, по-видимому, применили термоэлементы в военных целях немцы, создав в 1914 году в Остенде на берегу Северного моря первые теплопеленгаторы. Они обнаруживали английские корабли по тепловому излучению в темноте и в тумане на расстоянии более 10 км. А в начале 70-х годов в СССР была создана ракета «Стрела», самонаводящаяся на вертолеты по их тепловому излучению. Применялись подобные ракеты во вьетнамской войне. Сверхчувствительные термоэлементы применяются, конечно, не только в военной технике.
Ссылка на видеоролик: https://yadi.sk/i/zAC9kcFr3JgvP6