El propósito de la lección.: forman el concepto de que la fem inducida puede ocurrir en un conductor estacionario colocado en un campo magnético cambiante o en un conductor en movimiento ubicado en un campo magnético constante; La ley de la inducción electromagnética es válida en ambos casos, pero el origen de la fem es diferente.
durante las clases
Verificar los deberes mediante el método de interrogatorio frontal y resolución de problemas.
1. ¿Qué cantidad cambia proporcionalmente a la tasa de cambio del flujo magnético?
2. Trabajo, ¿qué fuerzas crea la fem inducida?
3. Formule y escriba la fórmula de la ley de inducción electromagnética.
4. La ley de la inducción electromagnética tiene un signo menos. ¿Por qué?
5. ¿Cuál es la fem inducida en una vuelta cerrada de alambre cuya resistencia es de 0,02 ohmios y la corriente inducida es de 5 A?
Solución. Ii = ξi/R; ξi= Ii·R; ξi= 5 0,02= 0,1 V
Aprendiendo nuevo material
Consideremos cómo se produce la fem inducida en conductor estacionario, situado en un campo magnético alterno. La forma más fácil de entender esto es
Usando el ejemplo de un transformador.
Una bobina está cerrada a la red de corriente alterna; si la segunda bobina está cerrada, surge una corriente en ella. Los electrones en los cables del devanado secundario comenzarán a moverse. ¿Qué fuerzas mueven los electrones libres? Un campo magnético no puede hacer esto, ya que sólo actúa sobre cargas eléctricas en movimiento.
Los electrones libres se mueven bajo la influencia de un campo eléctrico creado por un campo magnético alterno.
Así llegamos al concepto de una nueva propiedad fundamental de los campos: Al cambiar con el tiempo, el campo magnético genera un campo eléctrico. Esta conclusión fue hecha por J. Maxwell.
Por tanto, lo principal en el fenómeno de la inducción electromagnética es la creación de un campo eléctrico mediante un campo magnético. Este campo pone en movimiento cargas gratuitas.
La estructura de este campo es diferente a la del electrostático. No está asociado con cargas eléctricas. Las líneas de tensión no comienzan en cargas positivas ni terminan en cargas negativas. Estas líneas no tienen principio ni fin: son líneas cerradas similares a las líneas de inducción de un campo magnético. Este es un campo eléctrico de vórtice.
La fem inducida en un conductor estacionario colocado en un campo magnético alterno es igual al trabajo del campo eléctrico del vórtice que mueve las cargas a lo largo de este conductor.
Toki Foucault (físico francés)
Los beneficios y perjuicios de las corrientes de inducción en conductores masivos.
¿Dónde se utilizan las ferritas? ¿Por qué no surgen en ellos corrientes parásitas?
Reforzar el material aprendido.
– Explique la naturaleza de las fuerzas externas que actúan en conductores estacionarios.
– Diferencia entre campos eléctricos electrostáticos y de vórtice.
– Pros y contras de las corrientes de Foucault.
– ¿Por qué no se producen corrientes parásitas en los núcleos de ferrita?
– Calcule la fem inducida en el circuito conductor si el flujo magnético cambió en 0,06 Wb en 0,3 s.
Solución. ξi= – ΔФ/Δt; ξi= – 0,06/0,3 = 0,2 V
Resumamos la lección.
Tarea: § 12, rep. § 11, ejercicio 2 núm. 5, 6.
- Objetivo de la lección: formular la ley cuantitativa de la inducción electromagnética; Los estudiantes deben comprender qué es la fem de inducción magnética y qué es el flujo magnético. Progreso de la lección Comprobando la tarea...
- Objetivo de la lección: descubrir qué causa la fem inducida en conductores en movimiento colocados en un campo magnético constante; llevar a los estudiantes a la conclusión de que una fuerza actúa sobre las cargas...
- Objeto de la lección: formarse una idea del campo magnético como tipo de materia; ampliar el conocimiento de los estudiantes sobre las interacciones magnéticas. Progreso de la lección 1. Análisis del examen 2. Aprendizaje nuevo...
- El propósito de la lección: formar en los estudiantes una idea del campo eléctrico y magnético como un todo: el campo electromagnético. Progreso de la lección Comprobar la tarea mediante pruebas...
- Objetivo de la lección: descubrir cómo se descubrió la inducción electromagnética; forman el concepto de inducción electromagnética, la importancia del descubrimiento de Faraday para la ingeniería eléctrica moderna. Progreso de la lección 1. Análisis del test...
- Propósito de la lección: formarse la idea de que un cambio en la intensidad de la corriente en un conductor crea una onda de vórtice que puede acelerar o ralentizar los electrones en movimiento. Durante las clases...
- Objetivo de la lección: introducir el concepto de fuerza electromotriz; obtener la ley de Ohm para un circuito cerrado; crear en los estudiantes una idea de la diferencia entre fem, voltaje y diferencia de potencial. Progreso...
- Objetivo de la lección: familiarizar a los estudiantes con la historia de la lucha entre los conceptos de acción cercana y acción a distancia; con las deficiencias de las teorías, introducir el concepto de intensidad de campo eléctrico, desarrollar la capacidad de representar electricidad...
- Objetivo de la lección: basándose en el modelo de un conductor metálico, estudiar el fenómeno de la inducción electrostática; conocer el comportamiento de los dieléctricos en un campo electrostático; Introducir el concepto de constante dieléctrica. Progreso de la lección Comprobando la tarea...
- Objetivo de la lección: formar en los estudiantes la comprensión de la corriente eléctrica; Considere las condiciones necesarias para la existencia de la corriente eléctrica. Progreso de la lección 1. Análisis de la prueba 2. Estudio de material nuevo...
- Objetivo de la lección: poner a prueba los conocimientos de los estudiantes sobre el tema estudiado, mejorar sus habilidades para resolver problemas de diversos tipos. Progreso de la lección Comprobación de las respuestas de los alumnos en función de lo que prepararon en casa...
- Objetivo de la lección: considerar la estructura y principio de funcionamiento de los transformadores; proporcionar evidencia de que la corriente eléctrica nunca habría tenido un uso tan generalizado si en algún momento...
- Objetivo de la lección: seguir desarrollando en los estudiantes la unidad de procesos oscilatorios de diversa naturaleza. Progreso de la lección 1. Análisis de la prueba. 2. Estudiar material nuevo Al estudiar oscilaciones electromagnéticas...
- Objetivo de la lección: formarse la idea de que los campos magnéticos están formados no solo por corriente eléctrica, sino también por imanes permanentes; Considere el ámbito de aplicación de los imanes permanentes. Nuestro planeta...
- El propósito de la lección: formarse una idea de la energía que posee una corriente eléctrica en un conductor y la energía del campo magnético creado por la corriente. Progreso de la lección Comprobar la tarea mediante pruebas...
Vevcherenkova A.N. profesor de física, Tobolsk
Lección abierta sobre el tema "Campo eléctrico. Conductores y dieléctricos".
Clase: 8A
Fecha: 09/12/16
El propósito de la lección. : Formar las ideas de los estudiantes sobre el campo eléctrico y sus propiedades, conductores y dieléctricos. Practicar los conceptos: electrificación de cuerpos, carga eléctrica, interacción de cargas, dos tipos de cargas eléctricas.
tipo de lección : combinado
Formulario de lección: lección de aprendizaje entre pares
Habilidades desarrolladas : observar, comparar, analizar
Plan de estudios :
Organizar el tiempo.
El profesor saluda a los alumnos. Marca a los presentes.
Trabaja en el tablero. Repetición
En la última lección, estudiamos los tipos de cargas y las reglas para la interacción de estas cargas. Te ofrezco la siguiente tarea: las interacciones de cargas se dibujan en la pizarra. Es necesario determinar el “signo” de la carga de la pelota con un signo de interrogación.
Maestro :
Entonces, muchachos, hemos repetido dos propiedades importantes de los cuerpos electrificados: las cargas similares se repelen y las cargas diferentes se atraen.
Ahora recordemos qué tipo de cuerpo se llama electrificado o qué es electricidad estática.
Hoy en clase continuamos estudiando el tema de la electrificación y, para conocer el tema de la lección de hoy, debemos revisar nuestra tarea. Te han dado un crucigrama para casa. Comprobemos lo que tienes.
Revisando la tarea. Establecer la meta y los objetivos de la lección.
Preguntas:
¿En qué se componen las sustancias?
Cinético, interno, potencial, ¿qué es?
¿Qué valor se midió en verstas por hora en Rusia??
¿Qué elemento es el número tres en la tabla periódica??
Nombra un dispositivo para medir la temperatura..
Nombra el proceso térmico acompañado de una intensa evaporación del líquido en todo el volumen..
Nombra la unidad en la que se mide el tiempo..
Nombra al creador de la escala de temperatura..
Medida de inercia y gravedad..
¿Cómo se llama el proceso térmico en el que se produce una transición de un estado gaseoso a líquido??
¿De qué están hechas las moléculas?
ICE significa... combustión interna.
¿Cómo se llama el proceso de cristalización inversa??
Nombra el primer elemento químico en la tabla de D.I. Mendeleev.
Nombra la unidad en la que se mide la cantidad de calor..
Nombra un ejemplo de convección de aire a gran escala.?
Palabra clave CAMPO ELÉCTRICO
Estas palabras clave serán el tema de nuestra lección de hoy. (anote el tema de la lección y la fecha en el cuaderno)
Objetivo: Hoy en clase aprenderemos qué es un campo eléctrico; aprender la diferencia entre conductores y dieléctricos; Pongamos ejemplos de sustancias conductoras y no conductoras de electricidad.
Entonces sabemos queCargado Los cuerpos actúan unos sobre otros, aunque a primera vista no hay intermediario entre ellos. . Dado que la interacción eléctrica ocurre no solo en el aire, sino también en el vacío.
Los físicos ingleses Michael Faraday y James Maxwell estudiaron la interacción de las cargas eléctricas; estos científicos se ven en la pantalla.
Las conclusiones de estos grandes científicos son que existe un entorno alrededor de los cuerpos cargados, gracias al cualinteracción eléctrica . El espacio que rodea una carga interactúa con el espacio que rodea a otra carga y viceversa.El mediador en esta interacción será el campo eléctrico.
Para aprender más sobre este tipo especial de materia, lo que se llama conductores y dieléctricos, he preparado tareas para ti, estas tareas las realizarás en mini grupos. Se asignan 10 minutos para completar la tarea, tras los cuales cada grupo presenta sus respuestas a las preguntas.
Trabajo independiente usando tarjetas. sobre el tema “Campo eléctrico. Conductores y no conductores de electricidad”
GrupoIpreguntas:
¿Qué dispositivos comprueban la presencia de carga?____________________________
¿Qué es un campo eléctrico?__________________________________________________________
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¿Qué cuerpos se llaman conductores?__________________________________________
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_______________________________________________________________________
Dé ejemplos de conductores:__________________________________________
_______________________________________________________________________
GrupoIIpreguntas:
¿Qué son los dieléctricos?________________________________________________
____________________________________________________________________
Dé ejemplos de dieléctricos: _____________________________________________
____________________________________________________________________
¿Cómo se llaman los cuerpos hechos de dieléctricos? _____________________
____________________________________________________________________
GrupoIIIpreguntas: (Utilice Internet para responder preguntas)
¿Qué profesiones utilizan conocimientos sobre el campo eléctrico, conductores y dieléctricos? ___________________________________________________________
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________________________________________________________________________
¿Qué universidades imparten estas profesiones? ___________________________________
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Aprendiendo nuevo material
A la hora de responder las preguntas, el resto de grupos anotan los puntos principales en sus cuadernos.
Nuestros sentidos no perciben el campo eléctrico (por ejemplo, no podemos tocarlo). Pero rodea a cualquier cuerpo cargado.
La principal propiedad del campo eléctrico es su capacidad para actuar sobre cargas eléctricas con cierta fuerza.
La fuerza con la que actúa un campo eléctrico sobre una carga eléctrica introducida en él se llama fuerza eléctrica.
Experiencia: penacho + palo de ebonita con pelaje.
Hagamos un experimento: carguemos una barra de ebonita frotándola contra el pelaje y acerquémosla al penacho.
¿Qué está pasando con el sultán? (los pétalos del penacho comienzan a ser atraídos por el palo)
¿Por qué el penacho se siente atraído por la barra de ebonita? (dado que se distribuye una carga positiva en los pétalos, el palo en sí tiene una carga negativa y las cargas opuestas se atraen)
¿Qué podemos decir sobre la acción del campo eléctrico cerca de la columna y a cierta distancia de ella?
conclusión : Cerca de cuerpos cargados el efecto del campo es más fuerte y a medida que te alejas de ellos el campo se debilita.
Las cintas de penachos se encuentran a lo largo de las líneas del campo eléctrico. - es decir, a lo largo de las rectas, las tangentes a las que en cada punto del campo coinciden con el vector de fuerza que actúa desde el campo sobre la carga colocada en este punto.
Fijación del material.
¿En qué se diferencia el espacio que rodea a un cuerpo cargado del espacio que rodea a un cuerpo descargado?(La existencia de un campo eléctrico)
¿Cómo se puede detectar un campo eléctrico?(Al introducir una carga eléctrica)
Si tocas una bola de metal cargada con el dedo, pierde casi toda su carga. ¿Por qué?(Ya que la persona es una buena guía)
¿Es suficiente simplemente tocar el electrómetro con una varilla de ebonita cargada para que la aguja se desvíe?(Sí)
Tarea:Lea §26,27,31.
Tarea para elegir:
Ejercicio 19;
Tarea experimental en la página 78 (describe el resultado en tu cuaderno);
ENSAYO sobre el tema “La vida sin campo eléctrico”;
Bibliografía:
1. Peryshkin A.V. Física. 8vo grado: libro de texto. para educación general instituciones. – 8ª ed., añadir. – M.: Avutarda, 2006. – 191.
Sujeto. Ley de inducción electromagnética
Objetivo de la lección: familiarizar a los estudiantes con la ley de la inducción electromagnética.
Tipo de lección: lección sobre el aprendizaje de material nuevo.
PLAN DE ESTUDIOS
control del conocimiento |
1. Flujo de inducción magnética. 2. El fenómeno de la inducción electromagnética. 3. Regla de Lenz. |
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Manifestaciones |
1. Dependencia de la fem inducida de la tasa de cambio del flujo magnético. 2. Fragmentos del vídeo cinematográfico “El fenómeno de la inducción electromagnética”. |
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Aprendiendo nuevo material |
1. La ley de la inducción electromagnética. 2. Campo eléctrico de vórtice. 3. Fem de inducción en conductores en movimiento. |
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Reforzar el material aprendido. |
1. Preguntas cualitativas. 2. Aprender a resolver problemas. |
APRENDER MATERIAL NUEVO
¿De dónde vienen las fuerzas extrañas que actúan sobre las cargas del circuito? En el caso de un conductor estacionario respecto al observador, la causa de la aparición de fuerzas extrañas es un campo magnético alterno. El hecho es que un campo magnético alterno genera un campo eléctrico en el espacio circundante; es este campo el que actúa sobre las partículas cargadas libres en el conductor. Pero la generación de un campo eléctrico por un campo magnético ocurre incluso cuando no hay ningún circuito conductor y no surge corriente eléctrica. Como vemos, un campo magnético no sólo puede transmitir interacciones magnéticas, sino también provocar la aparición de otra forma de materia: un campo eléctrico.
Sin embargo, el campo eléctrico generado por un campo magnético alterno es significativamente diferente del campo creado por partículas cargadas.
El campo eléctrico creado por un campo magnético alterno es un vórtice, es decir, sus líneas de fuerza están cerradas.
El campo eléctrico del vórtice tiene algunas características:
1) el campo se manifiesta a través del efecto de una fuerza sobre las partículas cargadas, por lo que la principal característica del campo eléctrico del vórtice es la intensidad;
2) a diferencia del campo electrostático, las líneas de intensidad del campo eléctrico del vórtice están cerradas. La dirección de estas líneas se puede determinar usando, por ejemplo, la mano izquierda, como se muestra en la figura:
3) a diferencia del campo electrostático, el trabajo del campo eléctrico del vórtice a lo largo de una trayectoria cerrada no es cero (el campo eléctrico del vórtice no es potencial).
Consideremos un conductor de longitud l que se mueve traslacionalmente en un campo magnético uniforme con inducción a una velocidad dirigida en ángulo con las líneas de inducción magnética del campo.
Los electrones que se mueven junto con un conductor en un campo magnético son influenciados por la fuerza de Lorentz dirigida a lo largo del conductor. Su módulo
donde q 0 es la carga de una partícula cargada libre. Bajo la influencia de esta fuerza, se produce una separación de cargas: las partículas cargadas libres se moverán hacia un extremo del conductor y en el otro extremo faltarán, es decir, excederán la carga del signo opuesto. . Por tanto, en este caso la fuerza externa es la fuerza de Lorentz. La separación de cargas dará lugar a la aparición de un campo eléctrico, lo que impedirá una mayor separación de cargas. Este proceso se detendrá cuando la fuerza de Lorentz y la fuerza = q 0 se equilibren entre sí. En consecuencia, dentro del conductor la intensidad del campo eléctrico es E = B sin, y la diferencia de potencial en los extremos del conductor es U = El = B lsin. Como estamos considerando un círculo abierto, la diferencia de potencial en los extremos del conductor es igual a la fem inducida en este conductor. De este modo,
Si dicho conductor sufre un cortocircuito, una corriente eléctrica fluirá en círculo. Por tanto, un conductor que se mueve en un campo magnético puede considerarse como un tipo de fuente de corriente caracterizada por una fem inducida.
PREGUNTAS A LOS ESTUDIANTES DURANTE LA PRESENTACIÓN DE MATERIAL NUEVO
Primer nivel
1. ¿Por qué surge una corriente inducida en conductores estacionarios ubicados en un campo magnético alterno?
2. ¿Cuál es el motivo de la aparición de corriente inducida cuando un conductor se mueve en un campo magnético constante?
3. ¿Cuáles son las características del campo eléctrico del vórtice?
Segundo nivel
1. ¿Cuál es la naturaleza de las fuerzas externas que provocan la aparición de corriente inducida en un conductor estacionario?
2. ¿Por qué la ley de la inducción electromagnética se formula para los campos electromagnéticos y no para la corriente?
3. ¿Cuál es la naturaleza de la fem inducida en un conductor que se mueve en un campo magnético?
CONSTRUCCIÓN DE MATERIAL APRENDIZADO
). Preguntas cualitativas
1. ¿Por qué a veces se funden los fusibles debido a la caída de un rayo incluso cuando el aparato está desenchufado?
2. ¿Por qué es mejor tomar un conductor cerrado en forma de bobina, y no en forma de cable recto, para detectar una corriente de inducción?
). Aprender a resolver problemas
1. Utilizando cables flexibles, se conecta un conductor recto de 60 cm de largo a una fuente de corriente continua con una fem de 12 V y una resistencia interna de 0,5 ohmios. El conductor se mueve en un campo magnético uniforme con una inducción de 1,6 Tesla a una velocidad de 12,5 m/s perpendicular a las líneas de inducción magnética. Determine la intensidad de la corriente en el conductor si la resistencia del circuito externo es de 2,5 ohmios.
Diapositiva 2
revisando la tarea
Informe sobre E.H. Lenze (estudiante preparado)
Diapositiva 3
Dictado físico:
1. ¿Qué es el fenómeno de la inducción electromagnética? 2. ¿Bajo qué condiciones ocurre la corriente en un circuito conductor cerrado? 3.-4 Continúa las frases: 3. El flujo magnético a través de una superficie de área S es la cantidad... 4. Según la regla de Lenz, la corriente inducida que surge en un circuito cerrado...
Diapositiva 4
5. Formule la ley de la inducción electromagnética. 6. 7. 8. S N V El conductor se mueve a través de las líneas del campo magnético de derecha a izquierda. Determine la dirección de la corriente de inducción. V Determine la dirección del vector de inducción magnética y la polaridad del imán permanente. S Determine la polaridad del voltaje de inducción.
Diapositiva 5
Campo eléctrico de vórtice.
¿Cuándo ocurre la fem inducida? Una fem inducida ocurre ya sea en un conductor estacionario colocado en un campo que cambia con el tiempo, o en un conductor que se mueve en un campo magnético, que puede no cambiar con el tiempo.
Diapositiva 6
Diapositiva 7
MAXWELL James Clerk (1831-79), físico inglés, creador de la electrodinámica clásica, uno de los fundadores de la física estadística, organizador y primer director (desde 1871) del Laboratorio Cavendish. Desarrollando las ideas de M. Faraday, creó la teoría del campo electromagnético (ecuaciones de Maxwell); introdujo el concepto de corriente de desplazamiento, predijo la existencia de ondas electromagnéticas y propuso la idea de la naturaleza electromagnética de la luz. Estableció una distribución estadística que lleva su nombre. Estudió la viscosidad, difusión y conductividad térmica de los gases. Demostró que los anillos de Saturno están formados por cuerpos individuales. Trabajos sobre visión del color y colorimetría (disco de Maxwell), óptica (efecto Maxwell), teoría de la elasticidad (teorema de Maxwell, diagrama de Maxwell-Cremona), termodinámica, historia de la física, etc.
Diapositiva 8
Al cambiar con el tiempo, el campo magnético genera un campo eléctrico.
Diapositiva 9
Diapositiva 10
El trabajo de un campo eléctrico de vórtice cuando una sola carga positiva se mueve a lo largo de un conductor estacionario cerrado es numéricamente igual a la fem inducida en este conductor.
Diapositiva 11
Diapositiva 12
¿Cuál es la diferencia entre un campo eléctrico de vórtice y uno potencial?
Diapositiva 13
Jean Bernard Leon Foucault 18 de septiembre de 1819, París - 11 de febrero de 1868, físico y astrónomo francés, miembro de la Academia de Ciencias de París Corrientes de Foucault Aplicación de hornos de inducción En muchos casos, las corrientes de Foucault no son deseables, por lo que se deben tomar medidas especiales. medidas adoptadas para reducirlos. En particular, estas corrientes provocan el calentamiento de los núcleos ferromagnéticos de los transformadores y de las piezas metálicas de las máquinas eléctricas. Para reducir las pérdidas de energía eléctrica debidas a la aparición de corrientes parásitas, los núcleos de los transformadores no están hechos de una pieza sólida de ferroimán, sino de placas metálicas individuales aisladas entre sí por una capa dieléctrica.
