Виготовити найпростіший електромагніт і дослідити його властивості: визначити полюси та їх залежність від напрямку струму, а також з’ясувати вплив феромагнітного осердя, сили струму і кількості витків на магнітну дію електромагніта.
Складання електромагніта та дослідження його загальних властивостей (експеримент 1).
a. Переконайтеся, що прилади на стенді підключені згідно електричної схеми на малюнку. Кількість витків – 20.
b. Замкніть коло. Встановіть реостатом силу струму в колі 1 А. Піднесіть до ошурків електромагніт та спостерігайте їхню взаємодію.
c. Зафіксуйте масу Δm притягнутих ошурків для кожного з матеріалів зі списку Ошурки (матеріал). Розімкніть коло.
d. За значеннями маси Δm для кожного виду ошурків, зробіть висновок які з матеріалів краще проявляли магнітні властивості, які – гірше, а які взагалі не виявляли з електромагнітом помітної взаємодії.
Визначення полюсів електромагніта (експеримент 2).
a. Замкніть коло. Сила струму - 1 А. Активуйте Магнітні стрілки біля верхнього та нижнього торця електромагніта. Визначте магнітні полюси на обох кінцях електромагніта. Розімкніть коло.
b. Накресліть схематичний рисунок електромагніта й магнітних стрілок біля його торців. Позначте визначені магнітні полюси (N і S).
c. Поміняйте місцями проводи на клемах джерела струму (Полярність джерела струму), щоб змінити напрямок струму. Замкніть коло. Повторно визначте магнітні полюси на обох кінцях електромагніта. Розімкніть коло.
d. Накресліть новий схематичний рисунок електромагніта й магнітних стрілок біля його торців. Позначте визначені магнітні полюси (N і S).
e. Зробіть висновок як залежать магнітні полюси електромагніта від напрямку струму?
Залежність магнітної дії електромагніта від наявності феромагнітного осердя (експеримент 3).
a. Переконайтеся, що залізне осердя знаходиться всередині обмотки дроту. Ошурки – залізні (феромагнетик). Замкніть електричне коло. Сила струму - 1 А. Спостерігайте, як вони притягуються. Зафіксуйте масу Δm притягнутих ошурків. Розімкніть коло.
b. Вийміть Залізне осердя. Знову замкніть електричне коло. Спостерігайте, як ошурки притягуються. Зафіксуйте масу Δm притягнутих ошурків. Порівняйте магнітну дію обмотки без осердя з дослідом з осердям. Розімкніть коло.
c. Зробіть висновок як впливає наявність залізного осердя на магнітну дію електромагніта?
Залежність магнітної дії електромагніта від сили струму (експеримент 4).
a. Вставте Залізне осердя назад в обмотку електромагніта. Встановіть змінюючи Опір реостата силу струму в колі 0,5 А.
b. Ошурки – залізні (феромагнетик). Замкніть електричне коло. Спостерігайте, як ошурки притягуються. Зафіксуйте масу Δm притягнутих ошурків. Розімкніть коло.
c. Збільште силу струму в колі до 1,5 А. Замкніть електричне коло. Спостерігайте, як ошурки притягуються. Зафіксуйте масу Δm притягнутих ошурків. Розімкніть коло.
d. Порівнявши результат, зробіть висновок як залежить магнітна дія електромагніта від сили струму в ньому?
Залежність магнітної дії електромагніта від кількості витків (експеримент 5).
a. Збільшіть Кількість витків електромагніту до 40. Замкніть електричне коло. Сила струму - 1,5 А. Спостерігайте, як ошурки притягуються. Зафіксуйте масу Δm притягнутих ошурків. Розімкніть коло.
b. Порівнявши маси притягнутих ошурків Δm для різної кількості витків (20 та 40), зробіть висновок як залежить магнітна дія електромагніта від сили струму в ньому?
Спираючись на досвід попередніх експериментів, спробуйте оцінити у скільки разів відрізняються магнітні властивості заліза та нікелю.
Побудуйте графік залежності маси притягнутих нікелевих ошурок від сили струму в колі електромагніта.
* Джерело U = 5 В, власний опір кола r₀ = 2.5 Ом.
* Струм у колі: I = U / (R + r₀) (від 0.2 А до 2.0 А).
* Маса осердя: 32.0 г, 1 виток мідного дроту: 0.2 г.