Elektromagnes i silnik elektryczny

Fizyka, klasa 8 · Elektromagnetyzm

Najważniejsze w skrócie

Wokół każdego przewodnika z prądem powstaje pole magnetyczne. Jeśli przewód zwiniemy w zwojnicę i włożymy do środka żelazny rdzeń, dostaniemy elektromagnes — magnes, który można włączyć i wyłączyć przełącznikiem.

Siłę elektromagnesu zwiększamy trzema sposobami: większym natężeniem prądu, większą liczbą zwojów i rdzeniem ze stali miękkiej. Na tej samej zasadzie działa silnik elektryczny: pole magnetyczne popycha ramkę z prądem, a komutator odwraca kierunek prądu, żeby ramka kręciła się dalej w tę samą stronę.

▶ Ćwicz ten temat fiszki, quiz i prawda/fałsz — z wynikiem i powtórkami
Rysunek elektromagnesu — dwie cewki na rdzeniu w kształcie podkowy
Elektromagnes (rysunek) (Autor: Pearson Scott Foresman, Public domain, źródło)

Pojęcia

Co powstaje wokół przewodnika z prądem?
pole magnetyczne
Co to jest elektromagnes?
zwojnica z rdzeniem żelaznym, będąca magnesem tylko wtedy, gdy płynie prąd
Trzy sposoby wzmocnienia elektromagnesu
większe natężenie prądu, więcej zwojów, rdzeń ze stali miękkiej
Jak zmienić bieguny elektromagnesu?
odwrócić kierunek prądu
Przewaga elektromagnesu nad zwykłym magnesem
można go włączać i wyłączać oraz regulować jego siłę
Gdzie stosuje się elektromagnesy?
dzwonek, przekaźnik, głośnik, dźwig w hucie złomu, silnik
Co zamienia silnik elektryczny?
energię elektryczną na energię ruchu
Do czego służy komutator w silniku?
odwraca kierunek prądu w ramce, żeby obracała się ciągle w tę samą stronę
Kto odkrył, że prąd wychyla igłę kompasu?
Hans Christian Ørsted
Jak działa dzwonek elektryczny?
elektromagnes przyciąga zworę, ta przerywa obwód i sprężyna wraca — cykl się powtarza
Materiał na rdzeń elektromagnesu
stal miękka — łatwo się magnesuje i szybko rozmagnesowuje
Co dzieje się z ramką z prądem w polu magnetycznym?
działa na nią siła, która ją obraca

Sprawdź się

1. Co powstaje wokół przewodnika, przez który płynie prąd?

  1. pole magnetyczne
  2. pole grawitacyjne
  3. próżnia
  4. fala dźwiękowa
Pokaż odpowiedź

A. pole magnetyczne — Odkrył to Ørsted, obserwując wychylenie igły kompasu obok przewodu.

2. Jak odwrócić bieguny elektromagnesu?

  1. zmienić kierunek prądu
  2. zwiększyć napięcie
  3. wyjąć rdzeń
  4. ochłodzić zwojnicę
Pokaż odpowiedź

A. zmienić kierunek prądu — Kierunek pola magnetycznego zależy od kierunku przepływu prądu.

3. Do czego służy komutator w silniku prądu stałego?

  1. odwraca kierunek prądu w ramce co pół obrotu
  2. zwiększa napięcie
  3. chłodzi silnik
  4. mierzy prędkość obrotów
Pokaż odpowiedź

A. odwraca kierunek prądu w ramce co pół obrotu — Bez komutatora ramka zatrzymałaby się po pół obrocie.

4. Na ramkę z prądem umieszczoną w polu magnetycznym działa...

  1. siła obracająca ramkę
  2. siła wyporu
  3. siła tarcia
  4. żadna siła
Pokaż odpowiedź

A. siła obracająca ramkę — To właśnie zasada działania silnika elektrycznego.

5. Doświadczenie Oersteda wykazało, że:

  1. Magnes wytwarza prąd
  2. Prąd wytwarza pole magnetyczne
  3. Prąd nie płynie w metalu
  4. Magnes przyciąga miedź
Pokaż odpowiedź

B. Prąd wytwarza pole magnetyczne — Igła kompasu wychyliła się przy przewodniku z prądem.

Więcej pytań — razem 50 fiszek, pytań i zdań prawda/fałsz — czeka w ćwiczeniach.

▶ Ćwicz ten temat fiszki, quiz i prawda/fałsz — z wynikiem i powtórkami