The ordered flow of charged particles in a current‑carrying conductorconductorconductor forms the magnetic field around it. Now, we check if the changes in magnetic field can cause the ordered flow of the charge particles in a conductor.
1. Wind 50 turns of insulated copper wire around a matchbox. Take the coil of wire off the matchbox. Fasten it with an adhesive tape. Make two such coils.
2. Connect the ends of both coils together. Fix a small compass inside one coil in such way that the compass needle lies along the longer side of the coil.
3. Move the bar magnet into the other coil. Observe what is happening with the compass needle.
4. Move the magnet out of the coil. What is happening with the compass needle?
When the magnet moves inside the coil, the compass needle turns. When the magnet moves out of the coil, the needle turns in the opposite direction.
R1IDDkV0SPL7p
Po lewej stronie rysunku pokazane jest schematycznie pudełko zapałek (matches) z nawiniętymi na węższe boki zwojami drutu. Dwa końce drutu wystające swobodnie poza pudełko mają usunięte fragmenty izolacji. Po prawej stronie zwój drutu pokazany jest już bez pudełka. Poszczególne boki powstałej w ten sposób zwojnicy są zlepione taśmą, by zabezpieczyć ich kształt.
Experimental set: self-made coil
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
RJmuV5nlxk5dr
Po lewej stronie rysunku pokazany jest schematycznie układ do eksperymentu sprawdzającego jak pole magnetyczne wpływa na przewodnik. Narysowany jest zwój drutu w kształcie prostokąta. Poszczególne boki powstałej w ten sposób zwojnicy są zlepione taśmą, by zabezpieczyć ich kształt. Wewnątrz niego narysowany jest kompas. Po prawej stronie rysunku pokazany jest schematycznie zwój drutu w kształcie prostokąta, taki sam jak po lewej stronie. Poszczególne boki powstałej w ten sposób zwojnicy są zlepione taśmą, by zabezpieczyć ich kształt. Wewnątrz niego narysowany jest magnes sztabkowy i strzałki skierowane w przeciwnych kierunkach wzdłuż jego dłuższych boków. Strzałki symbolizują ruch magnesu. Te dwa zwoje połączone ze sobą luźnymi końcami drutu. Kiedy magnes wsuwa się do wewnątrz cewki, igła kompasu odchyla się w jedną stronę. Gdy magnes wysuwa się z cewki, igła odchyla się w przeciwną stronę.
Experimental set: connected coils and the location of a compass and a magnet
Electromagnetic inductionelectromagnetic inductionElectromagnetic induction is a phenomenon where in a conductorconductorconductor placed in a changing magnetic field an electrical current flows.
Faraday’s law states that when the strength of a magnetic field changes within a closed loop of wire, a current will flow and its magnitude depends on the rate of change of the magnetic field.
Another law, related to the current inducedinducedinduced in a coil by changing magnetic field is the Lenz’s law. It states that the direction of the induced current is such that the magnetic field created by the induced current opposes the initial changing magnetic field.
R1YMyal3e5ju6
W górnej części ilustracji interaktywnej oznaczonej numerem 1 przedstawiony jest solenoid, przez który płynie prąd oznaczony strzałkami skierowanymi od S do N (S po prawej stronie). Po jego prawej stronie narysowany jest magnes sztabkowy SN ze strzałką w lewo. W dolnej części ilustracji interaktywnej oznaczonej numerem 2 przedstawiony jest solenoid, przez który płynie prąd oznaczony strzałkami skierowanymi od S do N (S po lewej stronie). Po jego prawej stronie narysowany jest magnes sztabkowy SN ze strzałką w prawo. Kierunek indukowanego prądu jest taki, że wytwarza on własne pole magnetyczne, które ma przeciwny kierunek do pola magnetycznego magnesu. Na ilustracji widoczne są numery, a na nich podpisy. 1. coil and magnet repel each other {audio}, 2. coil attracts the magnet {audio}.
W górnej części ilustracji interaktywnej oznaczonej numerem 1 przedstawiony jest solenoid, przez który płynie prąd oznaczony strzałkami skierowanymi od S do N (S po prawej stronie). Po jego prawej stronie narysowany jest magnes sztabkowy SN ze strzałką w lewo. W dolnej części ilustracji interaktywnej oznaczonej numerem 2 przedstawiony jest solenoid, przez który płynie prąd oznaczony strzałkami skierowanymi od S do N (S po lewej stronie). Po jego prawej stronie narysowany jest magnes sztabkowy SN ze strzałką w prawo. Kierunek indukowanego prądu jest taki, że wytwarza on własne pole magnetyczne, które ma przeciwny kierunek do pola magnetycznego magnesu. Na ilustracji widoczne są numery, a na nich podpisy. 1. coil and magnet repel each other {audio}, 2. coil attracts the magnet {audio}.
Interaction between the coil with induced current and the magnet
The current is inducedinducedinduced in the coil when a bar magnet moves in and out of the coil. The same current is induced if a magnet is fixed and the coil moves. The greater the speed of the movement, the greater the current intensity. When there is no motion, the current intensity is equal to zero.
The same phenomenon is observed when the magnet is replaced by another coil connected to the source of electricity. Here, the current in the first coil produces a magnetic field. This magnetic field induces a current in the second coil, but only in that moment when the magnetic field is changing (coil is moving).
RfXggdIwJEAMC
Po lewej stronie rysunku przedstawione są trzy sytuacje dotyczące tego samego układu doświadczalnego. Pokazany jest magnes sztabkowy i układ zawierający rdzeń żelazny o pustym wnętrzu, podłączony do miernika napięcia. Po prawej widzimy to samo, tylko w miejsce magnesu mamy zwojnicę podłączoną do prądu. W pierwszej sytuacji pod magnesem jest strzałka pozioma skierowana w stronę rdzenia opisana moving in, wskazówka miernika wychylona jest z położenia zero w prawą stronę i opisana current flows. W drugiej sytuacji magnes jest częściowo włożony do rdzenia i pozostaje w spoczynku (no movement), to wskazówka miernika narysowana jest w położeniu zero i opisana no current. W trzeciej sytuacji pod magnesem jest strzałka pozioma skierowana w stronę przeciwną do rdzenia opisana moving out, wskazówka miernika wychylona jest z położenia zero w lewą stronę i opisana current flows opposite way. Po prawej stronie rysunku przedstawione są trzy sytuacje dotyczące tego samego układu doświadczalnego, co po lewej stronie - zamiast magnesu jest zwojnica.
Electromagnetic inductionelectromagnetic inductionElectromagnetic induction is a phenomenon where in a conductorconductorconductor placed in a changing magnetic field an electrical current flows.
The current intensity depends on the rate of change of the magnetic field.
Exercises
RE2wXimOXK1Wo
Exercise 1
Wersja alternatywna ćwiczenia: Determine which sentences are true. Możliwe odpowiedzi: 1. The electromagnetic induction is the production of an electric current by a varying magnetic field., 2. The faster the magnetic field changes, the greater will be the voltage in the circuit., 3. We can increase the voltage by increasing the number of loops in the circuit., 4. The magnetic field of the magnet will induce a electric current when it lies near to the wire.
Wersja alternatywna ćwiczenia: Determine which sentences are true. Możliwe odpowiedzi: 1. The electromagnetic induction is the production of an electric current by a varying magnetic field., 2. The faster the magnetic field changes, the greater will be the voltage in the circuit., 3. We can increase the voltage by increasing the number of loops in the circuit., 4. The magnetic field of the magnet will induce a electric current when it lies near to the wire.
Determine which sentences are true.
The electromagnetic induction is the production of an electric current by a varying magnetic field.
The faster the magnetic field changes, the greater will be the voltage in the circuit.
We can increase the voltage by increasing the number of loops in the circuit.
The magnetic field of the magnet will induce a electric current when it lies near to the wire.
zadanie
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
Exercise 2
Search in the available sources and explain the concept of a generator.
Exercise 3
Explain in English what the electromagnetic induction is.
RrkVu4bVM2ciP
Exercise 4
Wersja alternatywna ćwiczenia: Indicate which pairs of expressions or words are translated correctly. Możliwe odpowiedzi: 1. siła elektromotoryczna - electromagnetic induction, 2. indukcja elektromagnetyczna - electromotive force, 3. obwód - circuit, 4. indukowany - induced, 5. przewodnik - conductor
Wersja alternatywna ćwiczenia: Indicate which pairs of expressions or words are translated correctly. Możliwe odpowiedzi: 1. siła elektromotoryczna - electromagnetic induction, 2. indukcja elektromagnetyczna - electromotive force, 3. obwód - circuit, 4. indukowany - induced, 5. przewodnik - conductor
Indicate which pairs of expressions or words are translated correctly.
Interaktywna gra, polegająca na łączeniu wyrazów w pary w ciągu jednej minuty. Czas zaczyna upływać wraz z rozpoczęciem gry. Jeden ruch to odkrywanie najpierw jednej potem drugiej karty z wyrazem. Każdy wyraz jest odczytywany. Kolejny ruch to odkrywanie trzeciej i czwartej karty. W ten sposób odsłuchasz wszystkie wyrazy. Nawigacja z poziomu klawiatury za pomocą strzałek, odsłuchiwanie wyrazów enterem lub spacją. Znajdź wszystkie pary wyrazów.
Interaktywna gra, polegająca na łączeniu wyrazów w pary w ciągu jednej minuty. Czas zaczyna upływać wraz z rozpoczęciem gry. Jeden ruch to odkrywanie najpierw jednej potem drugiej karty z wyrazem. Każdy wyraz jest odczytywany. Kolejny ruch to odkrywanie trzeciej i czwartej karty. W ten sposób odsłuchasz wszystkie wyrazy. Nawigacja z poziomu klawiatury za pomocą strzałek, odsłuchiwanie wyrazów enterem lub spacją. Znajdź wszystkie pary wyrazów.
Match Polish terms with their English equivalents.
induced
siła elektromotoryczna
circuit
indukowany
conductor
przewodnik
electromagnetic induction
obwód
indukcja elektromagnetyczna
electromotive force
Source: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
