Прибор для демонстрации вихревых токов И 4710
Историческая справка:
Французский учёный Араго (1786—1853) в 1824 наблюдал следующее явление: если вблизи какого-нибудь массивного проводника поместить магнитную стрелку, то её качания успокаиваются чрезвычайно быстро, гораздо быстрее. чем при отсутствии проводящих масс (из учебника «Электричество» А. Эйхенвальда). Это явление, названное явлением Араго, было объяснено несколько лет спустя M. Фарадеем (1791-1867) с позиций открытого им закона электромагнитной индукции: вращаемое магнитное поле наводит в медном диске токи (вихревые), которые взаимодействуют с магнитной стрелкой. Вихревые токи были подробно исследованы французским физиком Фуко (1819—1868) и названы его именем.
Перед выпуском прибора И4710 (рис. 1), в 1972 г. был разработан образец большого дугообразного магнита с коническим стержнем[1], закрепленным на нейтрали магнита, и после 1974 года налажен выпуск прибора для демонстрации вихревых токов и принципа действия спидометра (тахометра).
Перед демонстрацией диск устанавливают в игольчатый подшипник на скобе, а сво¬бодный конец спиральной пружины крепят на крючке скобы. Дугообразный магнит закрепляют в шпинделе центробежной машины (рис.2). Зазор между магнитом и диском минимален. Магнит при¬водят в медленное вращение и наблюдают поворот диска в на-правлении вращения магнита. Индикатором вращения диска служит треугольная красная метка, нанесенная на диск.
Демонстрация опыта здесь
(https://disk.yandex.ru/i/sSWzBwZeD0Na7A):
Органайзер исследователя
1. Поясните назначение спиральной пружины в конструкции прибора.
2. Объясните, почему нужно соблюдать минимальный зазор между магнитом и диском.
3. Объясните, почему стрелка компаса с латунной оправой быстрее успокаивается, нежели стрелка компаса с карболитовой оправой[2].
4. На рисунке 3 показаны направления токов Фуко, возникающих около северного полюса магнита NS, при вращении диска А. Определите направление вращения диска (по часовой или против часовой) и объясните ваш выбор.
Французский учёный Араго (1786—1853) в 1824 наблюдал следующее явление: если вблизи какого-нибудь массивного проводника поместить магнитную стрелку, то её качания успокаиваются чрезвычайно быстро, гораздо быстрее. чем при отсутствии проводящих масс (из учебника «Электричество» А. Эйхенвальда). Это явление, названное явлением Араго, было объяснено несколько лет спустя M. Фарадеем (1791-1867) с позиций открытого им закона электромагнитной индукции: вращаемое магнитное поле наводит в медном диске токи (вихревые), которые взаимодействуют с магнитной стрелкой. Вихревые токи были подробно исследованы французским физиком Фуко (1819—1868) и названы его именем.
 |
| Рисунок 1.Детали прибора для демонстрации вихревых токов: алюминиевый диск (круг Араго) со спиральной пружиной, скоба (обойма) со стержнем и дугообразный магнит. 1979 г. Москва. |
 |
| Рисунок 2. Установка для демонстрации вихревых токов |
Перед демонстрацией диск устанавливают в игольчатый подшипник на скобе, а сво¬бодный конец спиральной пружины крепят на крючке скобы. Дугообразный магнит закрепляют в шпинделе центробежной машины (рис.2). Зазор между магнитом и диском минимален. Магнит при¬водят в медленное вращение и наблюдают поворот диска в на-правлении вращения магнита. Индикатором вращения диска служит треугольная красная метка, нанесенная на диск.
Демонстрация опыта здесь
(https://disk.yandex.ru/i/sSWzBwZeD0Na7A):
Органайзер исследователя
 |
| Рисунок 3. Опыт Араго |
2. Объясните, почему нужно соблюдать минимальный зазор между магнитом и диском.
3. Объясните, почему стрелка компаса с латунной оправой быстрее успокаивается, нежели стрелка компаса с карболитовой оправой[2].
4. На рисунке 3 показаны направления токов Фуко, возникающих около северного полюса магнита NS, при вращении диска А. Определите направление вращения диска (по часовой или против часовой) и объясните ваш выбор.
[1] Опыты с магнитом описаны в книге Буров В.А. и др. «Демонстрационный эксперимент по физике в старших классах средней школы» Т.2 опыт 93.
[2] Карболит – термостойкий пластик, изобретён русскими химиками Петровым Г.С., Лисевым В.И., Тарасовым К.И. Промышленный выпуск карболитовых изделий начат с 1916 г.
|
|
|