7.31. A nyugalmi indukció jelenségének bemutatása
A kísérlet célja
A nyugalmi indukció jelenségének bemutatása
Szükséges anyagok, eszközök
- U alakú vasmag, záró vasmaggal
- tekercs, 600 menetes, 2 db
- röpzsinórok
- demonstrációs V/A mérő, középállású
- Morse-kapcsoló
- 4,5 V-os zsebtelep
Leírás és feladatok
A két tekercset húzzuk az U alakú vasmagra, tegyük fel a záró-vasmagot is! Az egyik tekercshez kössük az árammérőt megfelelő méréshatárral. Ez az áramforrás nélküli áramköre a kísérleti összeállításnak tehát megegyezik azzal, amit a mozgási indukciónál használtunk. Az árammérő méréshatárát kezdetben állítsuk a maximális 5 a-re, majd csökkenthető, ha nem látszik jól az effektus. A másik tekercset egy Morse-kapcsoló közbeiktatásával kössük a telephez! Így két áramkört hoztunk létre, melyek nincsenek összeköttetésben.
Végezzük el az alábbi műveleteket és figyeljük meg a műszer mutatójának viselkedését!
-
- A kapcsolót zárjuk
- A kapcsolót tartósan (de csak néhány másodpercre!) zárva tartjuk
- A kapcsolót nyitjuk
- A kapcsolót tartósan nyitva tartjuk
Adjon magyarázatot a műszer mutatójának viselkedésére!
Kísérlethez kapcsolódó kérdések
- Hol alkalmazzák a nyugalmi indukció jelenségét a gyakorlatban?
- A kísérleti összeállításból és tapasztalatokból kiindulva hogyan vezetné be a diákok számára a transzformátor működését?
Módszertani kiegészítések
- A mozgási és nyugalmi indukció jelensége elméleti szinten nagyon különböző, de gyakorlati vonatkozásaiban hasonló. Mindkettő leegyszerűsíthető úgy, hogy változó mágneses térben feszültség indukálódik, de míg a mozgási indukció jól elképzelhető, hiszen a Lorentz-erő alapján lehet értelmezni, a nyugalmi indukció teljesen újszerű fogalmak megértését kívánja. Teljes mélységében a nyugalmi indukció középiskolás szinten nem tárgyalható. A gyakorlati hasonlóságoknak tudható be, hogy a kísérletek során sem válik szét teljesen a két fogalom. Vegyük példának a 7.29-es kísérletet, mely a mozgási indukció mennyiségi viszonyait mutatja be. Ez valóban mozgási indukció? Hiszen a vezető keret áll és a mágneses tér változik, de persze ha csak az egymáshoz relatív elmozdulásukat nézzük, akkor mondhatjuk, hogy a mágnes áll és a vezető mozog a terében (csak technikai részlet, hogy egyszerűbb a mágnest mozgatni). A 7.30-as kísérletben is egy álló tekercsben hozunk létre változó mágneses mezőt. Miben lenne más, ha ezt a változó mágneses mezőt egy rúdmágnes mozgatásával érnénk el? Konklúzióként megfogalmazhatjuk, hogy a kísérletekben sajnos nem tudjuk elhatárolni a két fogalmat. Mindenképpen elméleti szinten kell jól körül határolnunk a mozgási és nyugalmi indukciót. Kísérletgyűjteményünkben az alapján osztottuk az egyes kísérleteket a mozgási és nyugalmi indukció kategóriájába, hogy hagyományosan az oktatásban (azaz a fizikatankönyvekben) hogyan szerepelnek, még akkor is, ha a fent felvázolt indokok miatt ez a besorolás véleményes.
Tweet