A nyugalmi elektromágneses indukció

Az előadások a következő témára: "A nyugalmi elektromágneses indukció"— Előadás másolata:

1 A nyugalmi elektromágneses indukció
10. évfolyam

2 Tartalomjegyzék Kísérleti eszközök Beállítások Az első mérés
A második mérés A harmadik mérés A jelenség magyarázata

3 Kísérleti eszközök A kísérlethez szükséges eszközök:
2-3 (különböző menetszámú) tekercs, vasmaggal. Egy forgatható mágnesrúd („iránytű”). EDAQ530, mérőszenzor, PC, amelyekkel mérhető a tekercs(ek) végpontjai között a feszültség. >

4 A szenzor beállításai 1. Az iránytű kis mágneses indukciója miatt viszonylag nagy erősítés szükséges, ezért a panelen a jumper az IC-hez közelebbi helyzetben legyen. 1200 menetes tekercs, vasmag ill. erősebb mágnesrúd esetén elegendő lehet a tízszeres erősítés is. (A jumper az IC-től távolabb legyen.) 100x 10x

5 A szenzor beállításai 2. Csatlakoztassuk a vezetékeket a tekercs végpontjaihoz.

6 Az EDAQ530 csatlakoztatása
Csatlakoztassuk a szenzort az EDAQ530-hoz, majd az utóbbit a PC/Laptop USB-portjához. Indítsuk el a szoftvert.

7 A szoftver beállításai 1.
A B csatorna aktív, a többi nem. A szenzor típus: lineáris. A függőleges tengelyen esetleg kikapcsolható az automatikus skálázás.

8 A szoftver beállításai 2.
A mintavételezési frekvenciát állítsuk (legalább) 25 Hz-re. Az átlagolás kikapcsolható. Az időablak változtatható. (Legalább 10 másodperc legyen.)

9 Az első mérés menete A mérés (a szoftverben) a Start menüpont segítségével indítható. Helyezzük el a tekercset az iránytű mellé, vasmag nélkül. Hozzuk mozgásba („forgásba”) az iránytűt! Figyeljük meg az iránytű mozgását, a műszer által mutatott feszültség-idő diagramot!

10 Az első mérés eredménye

11 A nyugalmi elektromágneses indukció
A tekercs belsejében változó mágneses mező a tekercs végpontjai között feszültséget kelt. A jelenség neve: nyugalmi elektromágneses indukció.

12 Az első mérés tapasztalatai
A műszer által jelzett feszültség-idő diagram „követi” az iránytű mozgását. Ahogy az iránytű egyre lassabban forog, úgy csökken a keletkező feszültség is. Amikor az iránytű forgása leáll, feszültség sem keletkezik.

13 A második mérés menete Az előző mérés(ek) diagramja(i) a Reset charts menüpont segítségével törölhető(k). Végezzük el a mérést az első méréssel azonos módon, de úgy, hogy a mérés előtt a tekercsbe vasmagot helyezünk.

14 A második mérés eredménye
A kijelzett feszültség csúcsértéke nagyobb!

15 A második mérés tapasztalatai
A tekercs belsejében elhelyezett vasmag hatására a tekercs végpontjai között indukálódó feszültség növekszik.

16 A harmadik mérés menete
Az előző mérés(ek) diagramja(i) a Reset charts menüpont segítségével törölhető(k). Végezzük el a méréseket az első méréssel azonos módon, de úgy, hogy különböző menetszámú (300, 600, 1200,…) tekercseket használunk! 300 1200

17 A harmadik mérés tapasztalatai
A nagyobb menetszámú tekercsben – azonos egyéb körülmények mellett – nagyobb feszültség keletkezik.

18 A jelenség magyarázata 1.
A tekercs végpontjai között azért keletkezik feszültség, mert a tekercs belsejében változik az indukciófluxus. A

19 A jelenség magyarázata 2.
A fluxus nagyobb, ha erősebb a mágneses tér (B) nagyobb a felület (A) Kísérletünkben a menetszám (N) növelésével a (menet)felületet növeltük meg, ezért tapasztaltuk, hogy a menetszám növelésével a (csúcs)feszültség nagysága nő.

20 A jelenség magyarázata 3.
Tapasztalataink szerint feszültség csak akkor keletkezik, ha a fluxus változik, a gyorsabb változás nagyobb feszültséget kelt. Tehát az indukálódó feszültség az indukciófluxus változási gyorsaságával arányos.

21 Az indukciós törvény (M. Faraday, 1831)
Az indukált feszültség nagysága: