Урок по физике в 11 классе на тему "Применение электромагнитной индукции"

Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение средняя общеобразовательная школа с. Серменево

                                      ФИЗИКА

«Применение электромагнитной индукции»

(Открытый урок по физике в 11 классе

с использованием информационных технологий)

                                   Подготовил: учитель физики МОБУ СОШ                          

                                                           с. Серменево Айгильдин Л.А

                                      Серменево - 2018 г.

Урок обобщения и закрепления материала в 11 А классе.

 Урок проводится после изучения темы «Электромагнитная индукция» и посвящен практическим аспектам применения явления ЭМИ. В работе используется проектная деятельность учащихся, используются компьютерные технологии. В течение недели учащиеся работали над данной темой по одному и в паре. Конечным результатом является создание презентации по своей теме и ее защита. В процессе работы над проектом усваиваются не только способы деятель­ности, но и новые знания, полученные в ходе самостоятельного добывания и освоения информации.

       Учащиеся не только создают презентации, но и учатся защищать свою часть проекта, делают умозаключения, имеют возможность показать свою работу и оценить работу своих одноклассников.

Тема. Электромагнитная индукция

Цели:

- образовательные: обобщить и систематизировать знания учащихся о явлении электромагнитной индукции, его применении на практике.

- развивающие: развивать интеллектуальные способности учащихся, уметь излагать в доступной научной форме свои мысли; уметь обобщать материал; развивать свой кругозор, формировать умения и навыки самостоятельно добывать знания, используя компьютерные технологии;

- воспитательные: воспитывать умение преодолевать трудности, выслушивать оппонентов, отстаивать свою точку зрения, уважать окружающих, создавать условия для формирования информационной и коммуникативной культуры учащихся.

       Оборудование: компьютер с мультимедийным проектором, модель поезда на магнитной подушке, модель генератора, выставка «Трансформаторы, компьютерные презентации учащихся, гальванометр, катушка, постоянный магнит, опыты на DVD дисках, аудиомагнитофон, газета «Электромагнитная индукция в современной технике»

        Программное обеспечение: приложения  Power Point, Word; Открытая физика 1.1; измерительный комплекс L-Micro.

Х о д     у р о к а.

I. Организационный этап

П. Актуализация знаний. (Фронтальная беседа) Учитель задает вопросы, ученики дают ответы, используя слайды презентации.

- Кто и когда открыл явление ЭМИ?

- В чем заключается явление ЭМИ?

- Что называется магнитным потоком? Какой формулой выражается?

- Правило Ленца; применение правила Ленца для определения индукционного тока;

- Закон ЭМИ;

- От чего зависит ЭДС индукции, возникающая в проводнике, который движется в переменном во времени магнитном поле?

- Что называют самоиндукцией?

- Что называют индуктивностью проводника?

- От каких величин зависит индуктивность?

- Что принимают за единицу индуктивности в СИ?

- Чему равна ЭДС самоиндукции?

- Чему равна энергия магнитного поля тока?

- В чем состояла гипотеза Максвелла?

III. Изучение нового материала.

Учитель: Открытие явлений электромагнитной индукции и самоиндукции сыграло огромную роль в развитии теории электромагнетизма и в практической деятельности человеческого общества. Если Х. Эрстед показал связь электрических явлений с магнитными, то М. Фарадей установил связь магнитных явлений с электрическими. Это привело к созданию общего учения об электромагнитных явлениях, в котором все электрические и магнитные явления рассматриваются с единой точки зрения.

       Благодаря этим открытиям люди создали множество приборов.

А начиналось все с опытов английского ученого Майкла Фарадея.

Демонстрационный опыт. (4 опыта М.Фарадея)

Опыты Майкла Фарадея с помощью программы «Открытая физика»

        Явление электромагнитной индукции лежит в основе действия разнообразных генераторов тока, трансформаторов, записи и воспроизведения информации, в детекторах и т.д., без которых немыслима современная наука и техника. Сегодня на уроке мы рассмотрим некоторые примеры использования электромагнитной индукции в современном мире.

Эпиграфом к нашему уроку будут слова «Познай самого себя».  Как вы думаете, почему эти слова подходят к нашей деятельности на этом уроке? (Так как к данному уроку были выполнены электронные презентации, самостоятельно подбирали материал, готовили защиту проектов).

      Мы с вами в течении некоторого времени занимались над единым проектом «Электромагнитная индукция». Сегодня пришло время для защиты вашей творческой работы. Ваша задача внимательно прослушать выступления своих одноклассников и дать оценку их работам.

      Защита учащимися электронных презентаций, выполненных заранее по  темам. (В конце выступления выступающий должен обязательно сделать вывод)

1) Первооткрыватели явления электромагнитной индукции. (Приложение 1) (Презентация об ученых, которые внесли большой вклад в развитие электромагнитных явлений: М.Фарадей, Э.Х.Ленц, Д.Вебер, Д.Генри, Н.Тесла, Д.К.Максвелл,,)

2) Запись и воспроизведение информации. Микрофоны. (Приложение 2)

        Явление электромагнитной индукции позволяет считывать видео- и аудиоинформацию с магнитных лент. Магнитная лента — тонкая пластмассовая лента, покрытая слоем ферромагнитного порошка. При записи информации на магнитную ленту сигнал подается на записывающую головку (ферромагнетик С-образной формы с зазором).

        Магнитное поле, возникающее в зазоре, ориентирует беспорядочно расположенные домены на движущейся магнитной ленте. При воспроизведении записи остаточная индукция доменов, движущихся вместе с лентой, создает магнитное поле в зазоре головки воспроизведения. Это поле в результате электромагнитной индукции вызывает ЭДС индукции в выходной обмотке головки, подобную записанному сигналу.      

       Демонстрационный опыт.

Запись и воспроизведение звука на магнитную ленту и на жесткий диск.

3)  Детектор металла. (Металлоискатели) (Приложение 3)

        Для обнаружения металлических предметов применяются специальные детекторы.

       В аэропортах детектор металла фиксирует поля индукционных токов в металлических предметах. Магнитное поле В₀, создаваемое током I₀ пере­дающей катушки, индуцирует в металлических предметах токи, препятствующие (по правилу Ленца) изменению магнитного потока. В свою

очередь, магнитное поле В' этих токов индуцирует в катушке-приемнике ток I, запускающий сигнал тревоги.

4) Поезда на магнитной подушке. (Приложение 4)

        В поезде на магнитной подушке сверхпроводящие катушки с током, размещенные на дне вагона, индуцируют ток в алюминиевых катушках на полотне дороги.

       Отталкивание сверхпроводящих катушек и катушек на полотне дороги приподнимает вагон над землей. Движение поезда вызывается взаимодействием сверхпроводящих катушек, расположенных вдоль стенок вагонов, и катушек внутри ограничительных бортиков полотна дороги. Демонстрационный опыт. «Поезд на магнитной подушке» (Используется набор из механики)

      Левитация. В сверхпроводнике индукционный ток существует достаточно долго, поэтому в результате отталкивания токов в сверхпроводнике и в постоянном магните высокотемпературный проводник зависает над магнитом.

5)  Трансформаторы. (Приложение 5)

История изобретения трансформатора;

Устройство трансформатора и его работа;

Работа трансформатора на холостом ходу;

Работа трансформатора с нагрузкой;

Использование трансформатора при передаче электрической энергии.

Вопрос: Почему гудят трансформаторы?

6) Генераторы электрического тока. (Приложение 6)

7) Демонстрация спидометра (опыт на DVD диске)

- Объясните принцип работы спидометра.

Демонстрационный опыт. Определение магнитной индукции катушки с током с помощью измерительного комплекса L-Micro.

IV. Подведение итогов урока.

      Сегодня мы с вами повторили явление электромагнитной индукции и выяснили где оно находит применение в наши дни. Вы являетесь авторами, следовательно, обладаете авторским правом на ваш программный продукт. Ваша работа проделана не впустую, так как ученики ознакомились с данными проектами. И, если вы позволите, то эти проекты будут использованы учителями и учениками на других уроках.

     На перемене ознакомьтесь с газетой «Электромагнитная индукция в современной технике», которую выпустили учащиеся вашего класса, а также рассмотрите выставку «Трансформаторы».

Рефлексия: Что нового узнали на уроке?

Чему научились при подготовке к уроку? Какие трудности возникли?

Есть ли удовлетворение от полученных результатов? Актуальна ли данная тема?

V. Оценивание учащихся.

VI. Домашнее задание. Повторить § 8-17, выполнить домашнюю к/р, приготовить шпаргалки по теме «ЭМИ», подготовка к физдиктанту.

• 1 слайд

  Первооткрыватели явления электромагнитной индукции
  

• 2 слайд

  Майкл Фарадей родился 22 сентября 1791 г. недалеко от Лондона, в семье кузнеца. В 1821г. Фарадей записал в своем дневнике: «Превратить магнетизм в электричество». Через 10 лет эта задача была им решена. 1831 год был годом очень важного открытия — Фарадей обнаружил явление электромагнитной индукции, и это была вершина его десятилетнего исследования. Открытие электромагнитной индукции стало основой для дальнейшего развития электротехники. В последние годы своей научной деятельности Фарадей занимался изучением направления магнитных силовых линий вокруг токов и магнитов и других явлений, связанных с взаимодействием электрических и магнитных сил.
  Он прожил свою жизнь в счастливом, хотя и бездетном супружестве. Умер Фарадей 24 августа 1867 г., в Хэмптон Корт.
  Майкл Фарадей
  (22.09.1791- 1867гг)
  

• 3 слайд

  
  Опыты Фарадея:
  Замыкание и размыкание электрической цепи другой катушки, неподвижной относительно первой.
  Движение катушки относительно другой катушки
  3. Изменение силы тока в цепи с помощью реостата
  4. Ввод и вывод магнита.
  
  
  1
  2
  3
  4
  

• 4 слайд

  Явление ЭМИ заключается в возникновении электрического тока в проводящем контуре, который либо покоиться в переменном магнитном поле, либо движется таким образом , что число линий магнитной индукции пронизывающих контур меняется.
  
  Закон ЭМИ: ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.
  
  

• 5 слайд

  ТЕСЛА НИКОЛА (1856–1943), американский изобретатель. Родился 10 июля 1856 в Хорватии.
  В 1884 приехал в Нью-Йорк, организовал лабораторию и вскоре изобрел генератор двухфазного переменного тока. Тесла разработал несколько конструкций многофазных генераторов, электродвигателей и трансформаторов, а также системы передачи и распределения многофазных токов. Позже такая система была применена на гидроэлектростанции Ниагарского водопада. В 1888 Тесла открыл явление вращающегося магнитного поля, на основе которого построил электрогенераторы высокой и сверхвысокой частот. В 1891 сконструировал резонансный трансформатор, позволяющий получать высокочастотные колебания напряжения с амплитудой до 106 В, и первым указал на физиологическое воздействие токов высокой частоты.
  Умер Тесла в Нью-Йорке 7 января 1943.
  Никола Тесла
  (1856-1943гг)
  

• 6 слайд

  
  Единица магнитной индукции получила название тесла (Тл) в честь ученого-электротехника Н Тесла (1856-1943 ).
  
  За единицу магнитной индукции можно принять магнитную индукцию однородного поля, в котором участок проводника длинной 1 м при силе тока в нем 1 А действует со стороны поля максимальная сила F=1 H.
  

• 7 слайд

  ВЕБЕР ВИЛЬГЕЛЬМ ЭДУАРД (1804–1891), немецкий физик. Основные работы Вебера посвящены электромагнетизму, а также акустике, теплоте, молекулярной физике. Работы Вебера привели к независимому определению единицы электрического тока в электромагнитной системе единиц по величине создаваемого током магнитного поля. Именем Вебера названа единица магнитного потока. Умер Вебер в Гёттингене 23 июня 1891.
  Вильгельм Эдуард Вебер
  (1804-1891гг)
  

• 8 слайд

  Единицей магнитного потока является вебер.
  
  Магнитный поток в 1 вебер (1Вб) создается однородным магнитным полем с индукцией 1 Тл через поверхность площадью 1 м2 расположенную перпендикулярно вектору магнитной индукции.
  
  

• 9 слайд

  ЛЕНЦ Эмилий Христианович (1804-1865), российский физик и электротехник, академик Петербургской АН (1830), ректор Санкт-Петербургского университета (с 1863). Установил (1833) правило, названное его именем, экспериментально обосновал закон Джоуля — Ленца (1842). Дал методы расчета электромагнитов (совместно с Б. С. Якоби), открыл обратимость электрических машин. Труды по геофизике.
  Главнейшие результаты его исследований излагаются и во всех учебниках физики. Именно:
  закон индукции: правило Ленца, по которому направление индукционного тока всегда таково, что он препятствует тому действию (напр. движению), которым он вызывается (1883 г.).
  «Закон Джоуля и Ленца»: количество теплоты, выделяемое током в проводнике, пропорционально квадрату силы тока и сопротивлению проводника (1844).
  Умер Ленц 10 февраля 1865г.
  
  
  
  Эмилий Христианович Ленц
  (1804-1865)
  

• 10 слайд

  
  Правило Ленца: возникающий в замкнутом контуре индукционный ток, своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван.
  

• 11 слайд

  ГЕНРИ Джозеф (1797-1878), американский физик. Построил мощные электромагниты и электродвигатель, открыл (1831, независимо от Майкла Фарадея) самоиндукцию, установил (1842) колебательный характер разряда конденсатора.
  Опыты с электромагнитами привели его к идее получения электричества с помощью магнитного поля, а позже, в 1831, к открытию явления электромагнитной индукции. Генри не подозревал, что аналогичными экспериментами занимался в это время английский физик М.Фарадей.
  Генри входил в число первых 50 выдающихся ученых, включенных президентом Линкольном в состав Национальной Академии наук США (1863), и с 1868 до конца жизни был ее бессменным президентом. Именем ученого названа единица измерения индуктивности. Умер Генри в Вашингтоне 13 мая 1878.
  Генри Джозеф
  (1797-1878гг)
  

• 12 слайд

  Единицу индуктивности в СИ называют генри (обозначается Гн).
  Индуктивность проводника равна 1 Гн, если в нем при изменение силы тока не 1 А за 1 с возникает ЭДС самоиндукции 1В .
  
  Индуктивность - это физическая величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменение силы тока на 1А за 1с.
  
  Зависит от: формы проводника , размера проводника, и магнитных свойств среды.
  Не зависит от силы тока.
  
  Появление в цепи индукционного электрического поля при изменение силы тока называется явлением самоиндукции.
  
  

• 13 слайд

  Джеймс Клерк Максвелл родился 13 ноября 1831 г. в г. Гленлейр (Шотландия) в семье юриста. Английский физик, создатель классической электродинамики, один из основоположников статистической физики, организатор. Развивая идеи М. Фарадея, создал теорию электромагнитного поля (уравнения Максвелла); ввел понятие о токе смещения, предсказал существование электромагнитных волн, выдвинул идею электромагнитной природы света. Установил статистическое распределение, названное его именем. Исследовал вязкость, диффузию и теплопроводность газов. Показал, что кольца Сатурна состоят из отдельных тел.
  
  25 августа 1867 в возрасте 76 лет Максвелл похоронен не в усыпальнице великих людей Англии — Вестминстерском аббатстве, — а в скромной могиле рядом с его любимой церковью в шотландской деревушке, недалеко от родового поместья.
  
  Джеймс Клерк Максвелл
  (13.11.1831-25.08.1867гг)
  

• 14 слайд

  переменное электрическое поле порождает магнитное поле.
  изменяясь магнитное поле
  порождает электрическое
  Согласно гипотезе Максвелла
  

• 15 слайд

  Вклад, внесенный учеными в теорию электромагнитного поля и в теорию электромагнитной индукции, явился основой в дальнейшем развитии науки и технике.
  

• 1 слайд

  Запись и воспроизведение
  информации
  

• 2 слайд

  Явление электромагнитной индукции позволяет считывать видео- и аудиоинформацию с магнитных лент.
  Магнитная лента представляет собой гибкую основу из полихлорвинила или других веществ. На неё наносится рабочий слой в виде
  
  магнитного лака, состоящего из очень мелких игольчатых частиц железа или другого ферромагнетика и связующих веществ.
  
  

• 3 слайд

  Запись информации
  Запись звука производят на ленту с помощью электромагнита, магнитное поле которого изменяется в такт со звуковыми колебаниями.
  При движении ленты вблизи магнитной головки различные участки пленки намагничиваются
  

• 4 слайд

  Относительно этой головки и в контакте с ней перемещается носитель с ферромагнитным рабочим слоем. На этом слое остается след остаточного намагничивания
  

• 5 слайд

  Физическая картина намагничивания звуконосителя
  

• 6 слайд

  Воспроизведение информации
  При воспроизведении записи остаточная индукция доменов, движущихся вместе с лентой, создает магнитное поле в зазоре головки воспроизведения.
  
  

• 7 слайд

  Это поле в результате электромагнитной индукции вызывает ЭДС индукции в выходной обмотке головки, подробную записанному сигналу
  
  

• 8 слайд

  
  МАГНИТОФОН – это устройство для магнитной записи звука (обычно на магнитной ленте) и его воспроизведения. Основные узлы: лентопротяжный механизм, магнитные головки, усилитель, громкоговоритель.
  

• 9 слайд

  Микрофон.
  Микрофо́н — устройство, позволяющее преобразовывать звуковые колебания воздуха в колебания электрического тока и служащее первичным звеном в цепочке звукозаписывающего тракта или звукоусиления.
  

• 10 слайд

  Устройство
  микрофона
  Диафрагма динамического микрофона связана с катушкой, находящейся в зазоре вокруг магнита. Продольные колебания прилегающего воздуха смещают диафрагму с катушкой относительно постоянного магнитного поля, что приводит к появлению на концах катушки переменного электрического напряжения, амплитуда и частота которого пропорциональны силе и частоте звука, воздействующего на диафрагму.
  

• 11 слайд

  Вывод: Явление электромагнитной индукции используются при воспроизведении записи информации и в динамическом микрофоне.
  

• 1 слайд

  
  Детектор
  металла
  

• 2 слайд

  Применение:
  Детектор металла применяются для обнаружения металлических предметов.
  Широко применяются детектор в аэропортах, для обнаружения металлических предметов в багаже и карманах пассажиров.
  Детектор металла фиксирует поля индукционных токов в металлических предметах.
  
  

• 3 слайд

  Принцип работы:
  Магнитное поле В0, создаваемое током I0 передающей катушки, индуцирует в металлических предметах токи, препятствующие (по правилу Ленца) изменению магнитного потока. В свою очередь, магнитное поле В1 этих токов индуцирует в катушке-приемнике ток I1, запускающий сигнал тревоги.
  

• 4 слайд

  Детектор предназначен для обнаружения металла, токоведущих проводов (электропроводки) и деревянных конструкций в толще стен, чтобы исключить попадание в них сверлящего и прочего инструмента. Таким образом, прибор позволит Вам избежать порчи инструмента и непредсказуемых последствий повреждения металлических труб или проводов под напряжением.
  
  Детектор металла MT6
  Zircon (США)
  МТ6 – это прибор-детектор металла, в стенах с глубиной залегания до 150 мм. Прибор оснащен ЖК дисплеем. При выявлении металла издает аудио-сигнал. Водонепроницаемый.....
  

• 5 слайд

  Сканирование через бетон, с глубиной залегания предметов до (15.24 cm)
  Точно определяет место и глубину
  Различает стальные и медные конструкции, а также материалы, основанные на их магнитных свойствах
  Индикатор Low Battery (разрядки батареи) предупреждает за 5 часов о выходе батареи из строя
  Удобная конструкция ручки прибора
  

• 6 слайд

  Для обнаружения незначительного количества металлических примесей в материале и предотвращения их попадания в механизмы оборудования целесообразно использовать детекторы металла.
  Современная электроника позволяет установить необходимый уровень чувствительности детекторов в соответствии с особенностью производственного процесса. Детекторы позволяют определить наличие металлических примесей в материале, перемещающемся по конвейеру (в открытом виде или упакованном в тару).
  

• 7 слайд

  Существует целый ряд детекторов, позволяющих не только обнаружить металлические примеси, но и удалить их с помощью струи сжатого воздуха. Такие устройства способны обнаруживать металлические частицы размером от 0,5 мм и используются для очистки сыпучих продовольственных продуктов, гранулированного пластика, минерального сырья транспортируемого в трубах. Очистка происходит без остановки технологического процесса и с минимальными потерями.
  

• 8 слайд

  Этот металлоискатель является игрушкой, разработанной для детей. Обладает высокой чувствительностью и прост в обращении. Является мощным инструментом для исследования пляжа, двора и многих других мест.
  

• 9 слайд

  Пример применения металл - детектора в производстве глины. Детектор металла установлен под транспортной лентой, транспортирующей глиняную массу в мельницу для перемалывания ее в мельчайший порошок. Детектор металла настроен на куски металла размером более 8 мм, которые могут вызвать повреждение дорогостоящего оборудования (мельницы).
  

• 10 слайд

  Вывод: Детектор металла помогает людям определить точное место и глубину залегания предметов. Является мощным инструментом для исследования пляжа, двора и многих других мест. Широко применяются в аэропортах и других таможенных службах.
  

• 11 слайд

  Спасибо
  за
  внимание!
  

• 1 слайд

  ПОЕЗДА
  НА МАГНИТНОЙ
  ПОДУШКЕ
  

• 2 слайд

  ЭРСТЕД Ганс Христиан (1777-1851), датский физик, иностранный почетный член Петербургской АН (1830). Труды по электричеству, акустике, молекулярной физике. Открыл (1820) магнитное действие электрического тока.
  

• 3 слайд

  Майкл Фарадей.
  Английский физик, член Лондонского королевского общества.
  Исследования в области электричества, магнетизма, магнитооптики, электрохимии. В 1821г. Фарадей впервые осуществил вращение магнита вокруг проводника с током и проводника с током вокруг магнита.
  

• 4 слайд

  Устройство поезда на магнитной подушке.
  В поезде на магнитной подушке сверхпроводящие катушки с током, размещенные на дне вагона, индуцируют ток в алюминиевых катушках на полотне дороги.
  Отталкивание сверхпроводящих катушек и катушек на полотне дороги приподнимают вагон над землёй. Движение поезда вызывается взаимодействием сверхпроводящих катушек, расположенных вдоль стенок вагонов, и катушек внутри ограничительных бортиков полотна дороги.
  

• 5 слайд

  Магнитная левитация.
  Эффект магнитной левитации заключается в удерживании физического объекта в определённой точке пространства при помощи магнитного поля компенсирующего силу тяжести действующую на объект.
  

• 6 слайд

  Состав левитирует за счёт отталкивания одинаковых полюсов магнитов и, наоборот, притягивания разных полюсов. Движение осуществляется линейным двигателем, расположенным либо на поезде, либо на пути, либо и там, и там.
  

• 7 слайд

  Серьёзной проблемой проектирования является большой вес достаточно мощных магнитов, поскольку требуется сильное магнитное поле для поддержания в воздухе массивного состава.
  

• 8 слайд

  На данный момент существует 3 основных технологии магнитного подвеса поездов:
  1.На сверхпроводящих магнитах(электродинамическая подвеска, EDS)
  2.На электромагнитах (электромагнитная подвеска, EMS)
  3.На постоянных магнитах; это новая и потенциально самая экономичная система
  

• 9 слайд

  
  Япония планирует в 2025 финансовом году запустить сверхскоростной поезд на магнитной подушке. Постройка линии и составов обойдется примерно в 45 миллиардов долларов США, сообщает AFP.
  

• 10 слайд

  Японский поезд на магнитной подушке «Маглев» («магнитная левитация») поставил 24 декабря 1997 года мировой рекорд скорости для поездов. Вися на высоте 10 сантиметров над желобом, выстланным сверхпроводящими магнитами, он развил скорость 550 километров в час. «Маглев» остается экспериментальным поездом, сейчас для опытов строится новый путь длиной 18 километров. С аналогичным магнитным поездом экспериментируют в Германии, но он поднимается над полотном дороги только на два сантиметра. А рекорд скорости среди обычных поездов на колесах держит французский поезд TGV, он уж давно ходит по расписанию через всю Францию, а по тоннелю через Ла-Манш – и в Англию. В 1991 году TGV достиг скорости 515,3 километра в час.
  

• 11 слайд

  
  По теореме Ирншоу, статичные поля, создаваемые одними только электромагнитами и постоянными магнитами, нестабильны, в отличие от полей диамагнетиков и сверхпроводящих магнитов.
  

• 12 слайд

• 13 слайд

• 14 слайд

  
  В 2003 году в Китае был пущен первый в мире регулярный поезд на магнитной подушке. Торжественное открытие и пробный пуск коммерческой железной дороги, основанной на принципе магнитной левитации, были проведены в Шанхае. В первом рейсе скоростной поезд, не касающийся единственного рельса, преодолел 31 километр от нового шанхайского аэропорта Пудонг до делового центра китайского мегаполиса.
  
  

• 15 слайд

  ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  
  Таким образом, поезд на магнитной подушке, несмотря на своё короткое существование, уже является неотъемлемой частью нашего мира.
  Ему характерны такие качества как высокая скорость, экологичность, безопасность, надежность и много других качеств, отличающих его от тепловых и электропоездов. К сожалению, в России пока нет поездов на магнитной подушке, но я надеюсь, что в скором времени в России будет достаточное количество магнитных магистралей.
  

• 1 слайд

  Трансформатор
  

• 2 слайд

  Трансформатор
  (от лат. transformo-преобразую)
  
  устройство для преобразования переменного тока, при котором напряжение увеличивается или уменьшается практически без потери мощности
  

• 3 слайд

  Устройство трансформатора
  Первичная Вторичная
  обмотка обмотка
  
  
  Подключается
  к источнику
  ~ напряжения к «нагрузке»
  
  
  
  
  
  
  замкнутый стальной сердечник
  

• 4 слайд

  Павел Николаевич Яблочков
  1847-1894
  
  Русский электротехник, обучался в саратовской гимназии, а затем в Николаевском инженерном училище. В 1874 г. он взялся освещать электрическим светом путь Императорскому поезду и на деле ознакомился с неудобствами существовавших в то время регуляторов для вольтовой дуги. В 1875 г. Яблочков уехал в Париж, где были произведены главные работы Яблочкова и сделаны все его открытия. Уже в 1876 г. свечи Яблочкова появились в продаже и начали расходиться в громадном количестве. Они получили, главным образом, применение для уличного освещения. Каждая свеча стоила около 20 копеек и горела 1 1/2 часа. В 1878 г. Яблочков изобрел трансформатор, который он использовал для освещения вместо конденсатора. Из других изобретений Яблочкова замечателен еще элемент, в котором главную роль играл атмосферный воздух и который до сих пор еще не получил надлежащей оценки.
  
  

• 5 слайд

  Трансформатор начала Силовые трансформаторы
  20-го века
  
  
  
  
  
  
  
  Современный трансформатор Трансформаторная подстанция
  

• 6 слайд

  Принцип действия трансформатора
  основан на явлении электромагнитной индукции
  
  
  
  
  
  
  
  
  e= - Ф' - мгновенное значение ЭДС по закону Фарадея
  Ф= Фmcosωt
  εm= ωФm - амплитуда колебаний в одном витке
  е1/е2=n1/n2
  n1-число витков в первичной обмотке
  n2-число витков во вторичной обмотке
  e= εmsinωt |е1|≈|u1| |e2|≈|u2|
  

• 7 слайд

  Коэффициент трансформации
  
  
  
  
  k>1 – трансформатор понижающий
  k<1 – трансформатор повышающий
  КПД трансформатора
  
  
  
  

• 8 слайд

  Передача электроэнергии
  Потери энергии на нагрев проводов
  
  Q=I²R∆t Закон Джоуля-Ленца
  Q- кол-во теплоты R- сопротивление проводов
  I –сила тока ∆t- время
  
  Q≈I² для уменьшения потерь надо уменьшить силу тока.
  Чтобы при уменьшении тока в линии не уменьшалась передаваемая мощность P= IU U-напряжение,
  следует увеличить U во столько же раз,
  во сколько раз уменьшают силу тока.
  
  

• 9 слайд

  Токи Фуко
  Сердечники электромагнитов, трансформаторов делают не из сплошного куска железа, а набранными из тонких пластин, изолированных друг от друга. В результате уменьшаются токи Фуко и выделяемое ими тепло.
  Токи Фуко применяются в электрометаллургии для плавки металлов. Металл помещают в переменное магнитное поле, создаваемое током частотой 500 – 2000 Гц. В результате индуктивного разогрева металл плавится, а тигль, в котором он находится, при этом остается холодным. Например, при подведенной мощности 600 кВт тонна металла плавится за 40–50 минут.
  
  

• 10 слайд

  Жан Бернар Леон Фуко
  (1819 – 1868)
  Французский физик. Родился 18 сентября 1819 в Париже. По настоянию отца изучал медицину, но увлекся экспериментальной физикой. С 1855 – сотрудник Парижской обсерватории, с 1862 – член Бюро долгот. Основные исследования относятся к оптике, механике, электромагнетизму. Вместе с А.Физо провел ряд оптических исследований, наиболее известное – наблюдение интерференции света. В 1849–1850 измерил скорость света в воздухе и воде, используя быстро вращающееся зеркало. В 1851 провел эксперимент с маятником, доказавший вращение Земли вокруг оси. В 1852 изобрел гироскоп. В 1855 обнаружил нагревание проводящего материала вихревыми индукционными токами (токи Фуко).
  Среди других изобретений Фуко – автоматический регулятор света для дуговой лампы, фотометр. Фуко был членом Лондонского королевского общества, Берлинской академии наук; награжден медалью Копли. Умер Фуко в Париже 11 февраля 1868.
  
  

• 11 слайд

  Условная схема высоковольтной линии передачи
  Трансформаторы изменяют напряжение
  в нескольких точках линии.
  
  

• 12 слайд

  Заключение
  Трансформатор играет огромную роль в современном мире. Он основан на явлении электромагнитной индукции. Трансформатор является одним из главных элементов для обеспечения работы электрооборудований, начиная с простейших осветительных приборов до сложнейшей электронной техники.
  
  

• 1 слайд

  Генераторы переменного тока
  

• 2 слайд

  Нико́ла Те́сла (10 июля 1856 - 7 января 1943) — сербский и американский физик, инженер, изобретатель в области электротехники и радиотехники. Серб по национальности. Родился и вырос в Австро-Венгрии, в последующие годы работал во Франции и США. В 1891 году получил американское гражданство
  Широко известен благодаря своему научно-революционному вкладу в изучение свойств электричества и магнетизма в конце XIX — начале XX веков. Патенты и теоретические работы Теслы сформировали базис для современных устройств, работающих на переменном токе, многофазовых систем и электродвигателя, позволивших совершить второй этап промышленной революции.
  

• 3 слайд

  То́мас А́лва Э́дисон (11 февраля 1847 — 18 октября 1931) — всемирно известный американский перекупщик авторских прав, изобретатель и предприниматель. Эдисон получил в США 1908 патентов и около 3 тысяч в других странах мира. Он усовершенствовал телеграф, телефон, киноаппаратуру, создал безопасную электрическую лампочку накаливания, построил первые электровозы, положил начало электронике, изобрёл фонограф. Именно он предложил здороваться в начале разговора по телефону «Алло».
  

• 4 слайд

  Печатающий телеграф Фонограф Мимеограф
  

• 5 слайд

  Первые генераторы
  

• 6 слайд

  Генераторы на ГЭС
  

• 7 слайд

  Ветряные генераторы
  

• 8 слайд

  Принцип работы генератора переменного тока
  В генераторе происходит преобразование механической энергии в электрическую энергию. Механический двигатель вращает ротор генератора, который находится в магнитном поле. Это приводит к изменению числа линий магнитной индукции, что ведет к появлению ЭДС индукции.
  

• 9 слайд

  Φ=BS
  S – площадь поверхности проводника
  B – модуль вектора магнитной индукции.
  

• 10 слайд

  Шкив
  Щётки
  Сердечник полюса
  Обмотка полюса
  5. Возбудитель
  6. Контактные кольца
  7. Якорь
  

• 11 слайд

  Промышленный генератор
  

• 12 слайд

  Преимущества переменного
  тока.
  Удобно вырабатывается на электростанциях
  Генераторы переменного тока проще и дешевле
  Можно передавать переменный ток по проводам, изменяя направление и силу тока
  Сконструированы простые и надежные электродвигатели
  Широко используется в электротехнике и радиотехнике
  

• 13 слайд

  Современный генератор электрического тока – это внушительное сооружение из медных проводов, изоляционных материалов и стальных конструкций. Нигде в природе нет такого сочетания движущихся частей, которые могли бы порождать электрическую энергию столь же непрерывно и экономично.
  

Краткое описание документа:

Урок проводится после изучения темы «Электромагнитная индукция» и посвящен практическим аспектам применения явления ЭМИ. Важным направлением организации учебной деятельно­сти является проектная деятельность учеников, т. е. выполнение творческих заданий, требующих от учеников самостоятель­ной и глубокой проработки материала. Использование инфор­мационных технологий создает самые благоприятные условия для организации такой деятельности. В течении недели учащиеся работали над данной темой по одному и в паре. Конечным результатом является создание презентации по своей теме и ее защита. В процессе работы над проектом усваиваются не только способы деятель­ности, но и новые знания, полученные в ходе самостоятельного добывания и освоения информации.

Учащиеся не только создают презентации, но и учатся защищать свою часть проекта, делают умозаключения, имеют возможность показать свою работу и оценить работу своих одноклассников.

Для демонстрации применяют мультимедийный проектор. Органично используется на уроке компьютерный измерительный комплекс L-Micro, с помощью которого на уроке проводятся наглядные компьютерные измерения, в частности измеряется модуль вектора магнитной индукции. Компьютерные демонстрационные опыты также позволяют ученикам лучше представить и понять происходящие процессы.