Forta Electromagnetica [PDF]

Zitiervorschau

Pentru cea mai bună vizualizare a lecţiei, apăsaţi tasta F5

Forţa electromagnetică

Descoperirea efectului magnetic al curentului electric (si noţiunilor de electromagnetism) a condus la dezvoltarea extraordinară a tehnicii: realizarea motoarelor electrice, centralelor electrice si iluminatului electric, a televiziunii, radioului, fără care lumea modernă ar fi de neconceput Mai întâi sa recapitulam noţiuniuni despre efectul magnetic al curentului electric: Efectul magnetic al curentului electricconstă în apariţia unui câmp magnetic-în jurul conductoarelor străbătute de curent electric- deviind acul magnetic al busolei O bobină străbătută de curent electric se comportă ca un electro-magnet: atrage corpurile din fier

2. Magneţii atrag corpurile care conţin fier prin intermediul câmpului magnetic • Forţele de atracţie(sau respingere) dintre magneţi au direcţia tangentă la liniile de câmp magnetic

•linii de câmp magnetic

• Experiment: dacă presăraţi pilitură de fier pe o foaie de hârtie deasupra unui magnet , pilitura se va poziţiona de-a lungul liniilor de câmp magnetic

•linii de câmp magnetic

Magneţii nu atrag corpuri din aluminiu, cupru , zinc, sau alte metale decât fierul !

• Câmpul magnetic dintr-un punct e caracterizat de o  mărime fizică vectorială numită inducţie magnetică (B ) • inducţia magnetică are unitatea de măsură: Tesla ( T ) • Sensul convenţional al liniei de câmp magnetic este de la Sud la Nord • Un câmp magnetic foarte intens e caracterizat de o inducţie magnetică mare(în modul)

Magneţii au influentă asupra circuitelor electrice. Plasând un magnet în apropierea unui circuit electric cu un conductor mobil, vom observa mişcarea acestuia, când închidem circuitul.

• conductorul mobil se mişcă datorită acţiuni forţei electromagnetice Forţa electromagnetică este forţa cu care un câmp magnetic acţionează asupra unui conductor străbătut de curent electric

4

• Forta electromagnetică (F) cu care acţionează un magnet asupra unui conductor străbătut de curent electric este direct proporţională cu inducţia câmpului magnetic(B), cu intensitatea curentului electric din conductor( l ) , si cu lungimea conductorului din câmp magnetic( l ).

F  B I l

F Modulul inducţiei magnetice a câmpului: B  I  l

Sensul forţei electromagnetice poate fi aflat cu “regula mâinii stângi”: ţineţi mâna stângă cu cele 4 degete în direcţia curentului electric, astfel ca liniile de câmp magnetic să “înţepe” palma(sau acoperiţi cu palma polul Nord al magnetului) si sensul forţei electromagnetice e indicat de degetul mare deschis lateral !!

Desigur că, descoperirea forţei electromagnetice a fost aplicată în tehnică! Forţele electromagnetice “au fost puse la lucru” prin realizarea motoarelor electrice….care pot face muncile grele în locul nostru !. Motorul electric transformă energia electrică în energie mecanică

• Lumea modernă îşi datorează prosperitatea actuală descoperirilor din domeniul electromagnetismului. In absenţa acestor descoperiri, s-ar fi trăit ca în evul mediu, fără motoare electrice, fără radio, televizor sau calculator, fără lumină electrică

6

Aplicaţii ale cunoştinţelor despre forţa electromagnetică în tehnică : realizarea motoarelor electrice, şi a difuzoarelor audio

• Difuzoarele şi boxele audio conţin un magnet şi un conductor electric mobil. Datorită forţei electromagnetice, conductorul electric mobil vibrează, şi fiind în contact cu membrana difuzorului o antrenează şi pe aceasta în mişcare de vibraţie, şi astfel se produce sunetul !

Exercitii 1. Precizaţi ce mărime , si ce direcţie si sens are forţa electromagnetică ce acţionează asupra unei porţiuni (AB) cu lungimea de 50cm dintr-un conductor electric cu rezistenţa R=12W, si având la borne tensiunea electrică U=24V, dacă este situat în câmp magnetic cu inducţia magnetică B= 3T ?

7

• 2. I. Circuitul electric din imagine,iniţial deschis, contine un cadru conductor mobil ABCD din cupru. Conductorul mobil ABCD se va mişca dacă: a) apropiem magnetul de el ; b) depărtăm magnetul ; c) inversăm polii magnetului ; d) închidem întrerupătorul circuitulului ; e) nu se mişcă deloc, rămâne vertical, datorită greutăţii

II. Când circuitul e închis, e străbătut de un curent electric cu intensitate 3A Calculaţi mărimea forţei electromagnetice care acţionează asupra conductorului CD de lungime 20cm , aflat în câmp magnetic cu inducţia magnetică B=2T III. Indicaţi( si reprezentaţi schematic într-un desen) sensul vectorului inducţia magnetică( B ) sensul curentului electric si sensul forţei electromagnetice (asupra conductorului CD) IV. Cele 2 baterii din circuit fiind de 1,5V (fiecare), aflaţi rezistenţa electrică totală a circuitului.

8

• 3. Circuitul electric din imagine conţine un cadru conductor mobil ABCD, un rezistor cu rezistenţa electrică de 14,5W . Rezistenţa firelor de legatură e neglijabilă. Bateria, cu tensiunea electromotoare E=1,5V are rezistenţa internă 0,5W .

I. Aflaţi intensitatea curentului electric când circuitul este închis, si calculaţi mărimea fortei electromagnetice care acţionează asupra conductorului CD de lungime 750mm , aflat în câmp magnetic cu inducţia magnetică B=40T II. Indicaţi sensul vectorului inducţia magnetică( B ) sensul curentului electric si sensul forţei electromagnetice (asupra conductorului CD) III. Dacă magnetul de lângă conductorul CD e înlocuit cu un electromagnet, si mărimea forţei electromagnetice care acţionează asupra conductorului CD devine 6N, aflaţi inducţia magnetică a câmpului magnetic al electromagnetului

ATENŢIE: Pentru cea mai bună vizualizare a lecţiei de tip ppt, apăsaţi tasta F5

Această lecţie face parte dintr-un set de lecţii pentru gimnaziu şi liceu destinat îmbunătăţirii predării fizicii cu ajutorul calculatorului. Lectiile informatizate pot conţine simulări ale proceselor fizice, experimente virtuale,animaţii , imagini sugestive,şi sunt concepute şi pentru a fi mai atractive pentru elevi. Orice sugestie, observaţie sau întrebare despre această lecţie puteţi trimite prin e-mail pe adresa autorului : [email protected] Prin observaţiile dvs. puteţi contribui la perfecţionarea acestui set de lecţii .Vă mulţumesc Lecţia poate fi importată în AEL, si apoi lansată dintr-un singur click simultan pe toate calculatoarele reţelei.