Токтың әсері

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 33 бет
Таңдаулыға:

Электр тогының магниттік әсері оқыту әдістемесі курстық жұмыс

Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3-5
I Электр тоғы.Магнит өрісінің қысқаша тиориясы.
1.1 Электр тоғы. Тоқ күші ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6-10
1.2 Тұрақты магнит. Магнит өрiсi. Тогы бар түзу өткізгіштің магнит өрiсi ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...11-12
1.3 Тогы бар шарғының магнит өрiсi ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... .. 13
1.4 Магнит өрісінің тоғы бар өткізгіштерге әсері. Ампер заңы. Параллель токтардың әсерлесуі ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 14-15
1.5 Ток элементтерінің өзара әсерлесу заңының өрістік интерпретациясы.Био Савара Лаплас Ампер заңы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 16-17
II Электр тоғының магниттік әсері тарауын оқыту әдістемесі
2.1 Стационар магнит өрісінің тәжірибелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...18
2.2 Тұрақты электр тогы тарауын оқыту әдістемесі ... ... ... ... ... ... . 19-22
2.3 Электр тоғының магниттік әсері тарауы бойынша қойылатын физикалық практикумдар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..23-34

Кіріспе
Курстық жұмыстың өзектілігі: Физика материя қозғалысының неғұрлым жалпы қасиеттері мен заңдарын зерттейді. Ол осы заманға жаратылыс тануда жетекші роль атқарады. Мұның өзі физикалық заңдардың, теориялардың және зерттеу әдістерінің барлық жаратылыс ғылымдары үшін шешуші мәні барлығымен байланысты. Физика - қазіргі заманғы техниканың ғылыми негізі. Электротехника, автоматика, радиотелеметрия және техниканың басқа да көптеген салалары физиканың сәйкес бөлімдерінен дамып өрістеді. Ғылым мен техниканың әрі қарай дамуы физика жетістіктерінің техника мен өндірістерінің түрлі салаларына одан әрі неғұрлым терең етуіне алып келеді. Жаратылыстану үшін және техниканы дамыту үшін физиканың мәні арта беруіне байланысты, физиканы білу қазіргі қоғамның әрбір адамына қажетті бола түсуде.
Физиканы оқыту процесінде оқушыларды физиканың өнеркәсіп пен ауыл шаруашылығындағы, транспорт пен медицинадағы аса маңызды қолданыстармен таныстыруға, автоматика туралы түсінік беруге, практикада кеңінен қолданылатын өлшеу приборларымен және құрал-саймандармен жұмыс істеу дағдыларын қалыптастыруға мүмкіндік туады. Оқушыларды қоғамдық пайдалы еңбекке дайындау үшін мұның үлкен маңызы бар.
Физиканы оқып үйрене отырып, оқушылар көптеген табиғат құбылыстарымен және оларға берілген ғылыми түсініктермен танысады, балалардың бойында дүниенің материалылығы туралы, қандай да болсын жаратылыстан тыс күштің жоқтығы, адамның қоршаған әлемді тану мүмкіндігінің шексіздігі туралы сенім қалыптасады. Физика мен техниканың даму тарихымен таныса келе, оқушылар адамның, ғылыми білімдерге сүйене отырып, айналадағы шындық болмысты қалай қайта өзгертетінін, өзінің табиғатқа билігін қалай арттыратынын түсіне бастайды.
Физикалық теориялар мен заңдарды оқып үйрену, құбылыстар арасындағы себеп-салдарлық байланыстарды анықтау, нақты физикалық есептерді шешуге теориялық білімдерді қолдану оқушылардың логикалық ойлануын, олардың танымдық қабілеттерін дамытуда үлкен роль атқарады.
Орта мектептерде физиканы оқытудың алдында төмендегі негізгі міндеттер тұр:
:: оқушыларға физика бойынша бастапқы білімдер жүйесін беру;
:: физика жөніндегі ғылыми зерттеулерде қолданылатын әдістер туралы түсінік беру, бұл әдістерді меңгеруге жәрдемдесу;
:: мектеп оқушыларының ойлауын дамытуға, олардың бойында дидактикалық-материалистік көзқарастың қалыптасуына көмектесу;
:: оқушыларға политехникалық білім беруді, оларды қоғамдық пайдалы еңбекке және мамандық таңдауға әзірлеуді жүзеге асыру; Физиканың бастауыш курсы өзінің оңайлығына қарамастан, жүйелі білім беруге тиіс. Бұл жағдайда ол оқушылардың физикалық білімдерге деген қажетін толығырақ қанағаттандырады және олардың жоғарғы сыныптарда физика мен басқа да пәндерді оқып үйренуге дайындығын жақсартады.
Жіңішке шексіз ұзын токтің тудыратын магнит өрісі индукциясының өрнегін пайдаланып, магнит өрісі индукция векторынан тұйық контур бойымен алынган интегралдың неге тең екенінанықталық ʃBdl=0 Токты қамтитын кез келген тұйық контур бойымен интеграл алған кезде α бұрышы ылғида бір жаққа қарай айналады, толық бір айналыс жасағанда α бұрышының өзгеруі 2PI ге тен болады ʃdα=2PIЕндеше ʃBdl= u0I (1)
Егер L контур бірнеше токты қамтитын болса суперпозиция принципін пайдаланып (1) өрнектің орнына ʃBdl= u0ΣIi екенін табамыз. Егер L контур токты қамтымайтын болса ʃdα=0, себебі контур бойымен айнала интнграл алған кезде радиялдық түзу бір жаққа қарай , одан кейін екінші жаққа қарай айналады.Бірінші бөлікті айналған кездегі α бұрышының өзгеруі α21 ге шамасы жағынан тең , бірақ таңбасы қарама қарсы болады,яғни α21 = - α21 , ʃdα= α21 + α21 =0 Cонымен магнит өрісі индукция векторының циркуляциясы алынған контурмен қамтылатын тордың алгебралық қосындысы мен u0 дің көбейтіндісіне тең екен. Бұл тұжырым ТОК ЗАНЫ деп аталады.
Ток дегеніміз зарядталған бөлшектердің реттелген (бағытталған) козғалысы, олай болса тогы бар өткізгіштердің өзара әсерлесуі онда зарядталған бөлшектердің бағытталған қозғалысы (ток) барлығына байланысты. Бұған ток жок кезде өткізгіштерде зарядталған бөлшектер болса да, олардың өзара әсерлеспейтіндігі дәлел. Екінші жағынан козғалыстағы зарядталған бөлшектерге магнит өpici әсер ететіндігіне және олардың өзінің маңында магнит өpiciн тудыратынына көз жеткізу қиын емес. Ол үшін осциллограф экранында пайда болатын нүктелік дақ электрондар ағынының экранмен соктығысқан кезде пайда болатынын ecкеріп, дақтың маңына жазық магнит жакындатсақ, дақтың ығысатындығын байқау аркылы көз жеткізуге болады.
Физика - эксперименттік ғылым, сондықтан мектепте физиканы оқытудың негізінде де эксперимент қойылуға тиіс.
Курстық жұмыстың мақсаты: .
-Ток элементтерінің өзара әсерлесу заңының өрістік интерпретациясы.Био Савара Лаплас Ампер заңы
- Стационар магнит өрісінің тәжірибелері
- Тұрақты электр тогы тарауын оқыту әдістемесі

Курстық жұмыстың міндеті:
1. Электр тогы тарауының теориясын қарастыру электр тогының магниттік әсерін зерттеу зерттеу.
2. Элетр тогы тарауын оқыту әдістемесін қарастыру, оның ішінде:
Элетр тогы тарауында өтілетін тақырыптардың сабақ жоспары мен әр түрлі ортадағы элетр тогы тарауында қойылатын физикалық практикумдар;
3 Электр тогы тарауына берілген есептердің шығарылуын талдап көрсету.

I Электр тоғы.Магнит өрісі туралы түсінік
1.1 Электр тоғы. Тоқ күші

Қозғалмайтын электр зарядтары практикада сирек қолданылады. Электр зарядтары бізге қызмет істеу үшін оларды қозғалысқа келтіру керек - электр тоғын туғызу керек. Электр тоғы үйлерді жарықтандыады, станоктарды қозғалысқа келтіреді, радиотолқындарды туғызады, барлық электрондық есептеуіш машиналарының жұмысын жүргізеді.
Біз зарядталған бөлшектер қозғалысының орташа қарапайым түрінен - тұрақты электр тоғын бастаймыз.
Электр тоғы деп нені айтады, соған дәл анықтма береміз.
Сан жағынана ток қандай шамамен сипатталатынындығын еске түсірейік.
Зарядталған бөлшектер қозғалғанда электр заряды бір орынана екінші орынға тасымалданады. Бірақ эарядталған бөлшектер реттсіз жылулық қозғалыста болса, мысалы, металдардағы еркін электрондар сияқты, онда зарядтардың тасымалдануы болмайды. Егер электрондар бейберекет қозғалыспен қатар реттелген қозғалысқа қаттысса ғана, өткізгіштердің қимасы арқылы электр заряды орын ауыстырады.
Зарядталған бөлшектердің реттелген (бағытталған) қозғалысы электр тоғы деп аталады. Электр тоғы еркін электрондардың немесе иондардың реттелген орнын ауыстыруы кезінде ғана пайда болады.
Дегенмен, егер бейтарап тұтас дене орнын ауыстырылса, ондағы қисапсыз көп электрондар мен атом ядроларының реттелген қозғалысына қарамастан, электр тоғы пайда болмайды. Бұл жағдайда өткізгіштің кез келген қимасы орын ауыстыратын толық заряд нөлге тең, өйткені таңбалары әр түрлі зарядтар бірдей орташа жылдамдықпен орын ауыстырады.
Электр тоғының белгілі бір бағыты болады. Тоқтың бағытына оң зарядталған бөлшектердің қозғалыс бағыты болады. Егер ток теріс зарядталған бөлшкетердің қозғалысынан пайда болса, онда ток бағыты бөлшектер қозғалысының бағытына қарама - қарсы деп саналады.
Токтың әсері. Өткізгіштегі бөлшектердің қозғалысын біз тікелей бақылай алмаймыз. Бірақ тоқтың бір екенін ток жүргенде қабаттасатын әсер немесе құбылыстарға орай байқап білуге болады.
Біріншіден - бойымен ток жүрген өткізгіштің химиялық құрамымен өзгерте алады, мысалы, оның химиялық құрамды бөлігін бөліп шығарады. Бұл тектес процестер өткізгіштердердің барлығында байқала бермейді, тек электролиттердің ертінділерінде ғана байқалады.
Үшіншіден - ток жақын тұрған көрші токқа және магниттелген денелерге күшпен әсер етеді. Токтың бұл әсері магниттік әсер деп аталады. Тогы бар өткізгіштің жанына қойылған магнит тілі бұрылды. Токтың магниттік әсері, оның химиялық және жылулық әсерлеріне қарағанда негізгі болып саналады, өйткені ол өткізгіштің барлық түрінде байқалады. Токтың химиялық әсері тек электролиттердің ертінділерінде не балқымаларында ғана байқалады, ал жылулық әсері асқын өткізгіштерде болмайды.
Ток күші. Егер тізбекте электр тогы бар екені анықталса, онда бұл өткізгіштің көлденең қимасы арқылы үнемі электр заряды тасмалданып жатқанын білдіреді. Уақыт бірлігінде тасымалданатын заряд ток күші деп аталады да, токтың негізгі сандық сипаттамасы болады. Егер уақытта өткізгіштің көлденең қимасынан заряд тасымалданса, онда ток күші мынаған тең:
Lqt
Сонымен, ток күші ² t уақыт аралығындағы өткізгіштің көлденең қимасы арқылы тасымалданатын q зарядтың сол уақыт аралығына қатынасына тең. Егер ток күші уақыт бойынша өзгермесе, ток ток тұрақты деп аталады.
Ток күші, зарядқа ұқсас - скалярлық шама. Ол оң болуы да, теріс болуы да мүмкін. Ток күшінің таңбасы өткізгіштің боымен шартты түрде оң деп алынған бағытқа сәйкес келсе, онда ток күші І0.
Ток күші әрбір бөлшектіңтаситын зарядына, бөлшектрің концентрациясына, олардың бағытталған қозғалысынының жылдамдығына және өткізгіштің көлденең қимасының ауданына тәуелді.
Өткізгіштің көлденең қимасының ауданы Ś болсын. Өткізгіштегі солдан оңға қарай бағытты оң бағыт деп алайық. Әрбір бөлшектің заряды q๐ ге тең. Өткізгіштің 1 мен 2 қималарының арасындағы көлемінде ṉŚІ бөлшек бар, мұндағы ṉ - бөлшектің концентрациясы. Олардың жалпы заряды qq๐ṉŚІ. Егер бөлшектер солдан оңға қарай орташа жылдамдықпен қозғалса, онда t уақытта қарастырылып отырған көлемдегі барлық бөлшектер 2-қимадан өтеді. Сондықтае ток күші мынаған тең:
Іqtq๐Ślvlq๐nvS
Халықаралық бірліктер жүйесінде ток күші ампермен (А) өрнектеледі. Бұл бірлікті тоқтардың магниттік өзара әсерінің негізінде тағайындайды. Ток күшімен амперметрлериен өлшенеді.
Электрондардың өткізгіштегі реттелген қозғалысының жылдамдығы. Металл өткізгіштгі электрондардың реттелген орын ауыстыруының жылдамдығығын табайық.
vІenS
Мұндағы e - электрон зарядының модулі. Мысалы, ток күші І1 А өткізгіштің көлденең қимасының ауданы S10-6 м² болсын. Электрон зарядының модулі e1,610 -19Кл. Мыстың 1 - гі электрондар саны сол көлемднгі атомдардың санына тең, себебі мыстың әрбір атомныың валенттік электрондарынының біреуі коллективтендірілген, сондықтан да еркін болды.
Міне, сол сан n8,5 болып табылады.
Ендеше, v11,6*10-1*8,5*1028*10-6с7*10-5 мс
Электрондардың реттелген орын ауыстыруының жылдамдығы өте аз екенін көріп отырмыз.
Электр тогының негізгі сандық сипаттамасы - ток күші. Ол өткізгіштің көлденең қимасының ауданынан бірлік уақытта тасымалданатын электр зарядымен анықталады. Өткізгіштегі зарядталған бөлшектердің жылдамдығы өте аз - 0,1 ммс шамасында.
Затта тұрақты электр тогы пайда болуы және жүріп тұруы үшін, біріншіден, еркін зарядталған бөлшектер бар болуы қажетті. Егер атомдарда немесе молекулаларда оң және теріс зарядтар бір-бірімен қосақталған болса, онда олардың орын ауыстыруы электр тогын туындырмайды.
Дегенмен, еркін зарядтардың бар болуы токтың пайда болуы үшін әлі жеткіліксіз. Зарядталған бөлшектердің реттелген қозғалысын тудыру үшін және оны әрі қарай демеп тұру үшін, екіншіден, оларға белгілі бір бағытта әсер ететін күш қажетті. Егер бұл күштің әсері тоқтаса, онда металдардың кеңестік торындағы иондардың немесе электролиттердің бейтарап молекулаларының кедергісінің нәтижесінде зарядталған бөлшектердің реттелген қозғалысы тоқтайды.
Зарядталған бөлшектерге электр өрісі FqE күшпен әсер ететінін біз білеміз. Әдетте, зарядталған бөлшектердің реттелген қозғалысын тудырушы және оның демеп тұруға себепші болатын да өткізгіштің ішіндегі сол электр өрісі. Тек статистикалық жағдайда, яғни зарядтардың тыныштытағы күйінде ғана өткізгіштің ішіндегі электр өрісі 0- ге тең.
Егер өткізгіштің ішінде электр өрісі болса, онда формулаға сәйкес өткізгіш ұштарының арасында потенциялдар айырымы болады. Осы потенциялдар айырымы уақыт бойынша өзгермегенде ғана оның бір ұшындағы максимал мәнінен екінші ұшындағы минимал мәніне дейін кемиді.
Потенциялдың осы кемуін қарапайым тәжірибемен байқауға болады.
Өткізгіш ретінде онша құрғақ емес ағаш таяқша аламыз да оны горизонтал іліп қоямыз. Кернеу көзі электросатистикалық машина болсын нүкте өткізгіштің әр жеріндегі потенциялд айырымдарын жермен салыстырғандағы кемуін бақылау үшін таяқшаға бекітілген металл фальга жапырақшаларды пайдалануға болады. Машинаның бір полюсін жермен, екінші полюсін өткізгіштің бір ұшымен жалғаймыз. Тізбек тұйықталмаған болып шығады. Машинаның тұтқасын айналдырғанда біз жапырақшалардың барлығы бірдей бұрышқа ауытқығанын көреміз. Дмеек, барлық нүктелердің жермен салыстырғандағы потенцияалы бірдей өткізгіштегі зарядтардың тепе - теңдігінде осылай болуға тиіс пе. Егер енді таяқшаның екінші ұшын жермен жалғастырсақ онда машинаның тұтқасын айналдырғанда көрініс өзгереді.
Таяқшаның жермен қосылған ұшындағы жапырақшалар тіпті ашылмай да қалады. Өткізгіштің бұл ұшындағы потенциял іс жүзінде жердің потенциялына тең. Жапырақшалардың бір - бірінен ажырауының ең үлкен бұрышы өткізгіштің машинамен қозғалған ұшында болады. Машинадан қашықтаған сайын жапырақшалардың ажырау бұрышының кемуі өткізгіштің бойындағы потенциялдың түсуін көрсетеді.
Тізбектің бөлігі үшін Ом заңы . Кедергі.
Вольт Амперлік сипаттама.Әрбір өткізгіш үшін сұйық және газ күйіндегі ток күшінің өткізгіш ұштарының түсірілген потенциялдар айырымын белгілі бір тәуелділігі бар. Осы тәуелділікті өткізгіштің Вольт Амперлік сипатамасы деп аталатын шамамен өрнектейді. Оны керенудің әр түрлі мәнінде өткізгіштегі токты өлшеу арқылы табады. Токты қарастыруда Вольт Амперлік сипаттама үлкен роль атқарады.
Ом заңы. Металл өткізгіштер мен электролит ерітінділерінің Вольт Амперлік сипатамалар ең қарапайым түрде болады. Оның ең алғаш неміс ғалымы Георг Ом тағайындаған. Сондықтан ток күшінің кернеуге тәуелділігі Ом заңы деп аталады.
Тізбектің бөлігі үшін Ом заңы бойынша ток күші түсірілген U кернеуге тура пропорционал да, өткізгіштің R кедергісіне кері пропорционал.
ІUR

Электр тізбегі. Өткізгіштерді тізбектей және паралель қосу
Тізбектей қосуда электір тізбегінде тарамдалу болмайды. Барлық өткізгіштер бірінен кейін бірі тізіліп қосыла береді. Екі өткізгіштегі тоқ күштері бірдей:
І1 І2І
Себебі тұрақты ток жағдайында өткізгіштерде электір заряды жиылып қалм

1.2 Тұрақты магнит. Магнит өрiсi. Тогы бар түзу өткізгіштің магнит өрiсi.
1820 жылы дат физигі Х. Эрстед тогы бар өткізгіштердің магнит стрелкасына әсерін байқап, оны магнит өрісі деп атады. Бұл өріс оған енгізілген магнит стрелкалары мен тогы бар өткізгіштерге бағыттаушы әсер етеді. 1820 жылы француз ғалымдары Био және Савар әртүрлі пішінді токтар үшін магнит өрістерін зерттеді. Бұл ғалымдардың зерттеулері бойынша, барлық жағдайларда магнит өрісінің индукциясы , осы өрісті тудыратын токқа І тура пропорционал, ал индукциясы анықталатын нүктеге дейінгі арақашықтықтың квадратына кері пропорционал болады екен. Тәжірибеден алынған нәтижелерді тұжырымдап, Лаплас ұзындығы dl ток элементінен пайда болатын магнит өрісінің индукциясын анықтайтын өрнекті тапты.
1
2 І
3
1.1-сурет. векторының бағытын анықтау
Өрнекті жазу түрі оны интегралдағанда тәжірибе нәтижелерімен сәйкес келетін магнит өрісінің мәні шығатындай етіп алынған:
4 ,
5 мұндағы - токтың элементар бөлігімен бірдей болатын және ток жүретін бағыт бойынша алынған вектор, - токтың элементар бөлігінен магнит индукциясы анықталатын нүктеге жүргізілген радиус-вектор. өрнегі Био-Савар-Лаплас заңының векторлық түрі болып табылады. векторы мен векторлары арқылы өтетінжазықтыққа перпендикуляр. Магнит индукциясы векторының модулі келесі өрнекпен анықталады:
,
мұндағы - мен арасындағы бұрыш.
(1.2) өрнегі Био-Савар-Лаплас заңының скалярлық түрі. Магнит өрісі үшін суперпозиция принципі орындалады: берілген нүктедегі бірнеше токтардың тудыратын магнит өрісінің қорытқы индукция векторы осы нүктедегі әрбір ток тудыратын өрістердің магнит индукцияларының векторлық қосындысына тең:
.
1. Био-Савар-Лаплас заңын пайдаланып тогы бар шексіз ұзын түзу өткізгіштің төңірегіндегі магнит өрісінің индукциясын анықтауға болады. Тогы бар шексіз ұзын түзу өткізгіштің центрінен өткізгішке перпендикуляр R қашықтықтағы нүктедегі магнит индукциясы:
.
2. Дөңгелек токтың центріндегі магнит өрісінің индукциясы:
.

1.3 Тогы бар шарғының магнит өрiсi.
Тұрақты магниттер немесе қарапайым магниттер деп магниттелуін ұзақ уақыт сақтайтын денелерді айтады. Мұндай денелерге табиғи магниттік теміртас (магнетит) жатады.
Тогы бар шарғының ішіне шыныққан болаттан жасалған өзекше орнатып, тұрақты магнит алуға болады. Токты ажыратқаннан кейін ол темір өзекше сияқты магниттелуін жоймай, ол қасиетін ұзақ уақыт сақтайды.
Тұрақты магнитте қызықты қасиеттер байқалады. Магниттің әр түрлі бөліктері - әр түрлі магниттеледі. Ең көп магниттік тартылу күші магниттік полюстер деп аталатын магниттің ұштарында болады. Магниттің қасиеттері бойынша бір - біріне ұқсамайтын солтүстік (N)және оңтүстік (S) деп аталатын екі полюсі бар. Бір ғана полюсі бар магниттік алуға болмайды.
Егер тұрақты магнит болып табылатын магнит тілшесіне тағы да сондай бір тілшені жақытдатса, онда тілшенің солтүстік полюсі магниттің солтүстік полюсінен тебіліп және оңтүстік полюске тартылатынын байқауға болады. Тілшенің оңтүстік полюсі магниттің оңтүстік полюсінен тебіліп, және солтүстік полюске тартылады.
Магнитті әр түрлі денелерге жақындата отырып, барлық денелер оған бірдей тартылмайтынын байқауға болады. Едәуір күші бар тұрақты магнит, тек қана темір және болат заттарды немесе басқа тұрақты магниттерді тартады. Шамалы әлсіздеу магнит никель мен кобальтты тартады. Көптеген басқа денелер магнитке мүлдем дерлік тартылмайды.
Тұрақты магниттердің магниттік әрекеті кез келген магниттің айналасында магнит өрісінің болуымен түсіндіріледі. Темір ұнтақтарының көмегімен тұрақты магниттер өріснің суретін алады.
Токтың магнит өрісінің магниттік сызықтары сияқты, тұрақты магниттің магнит сызықтары да - тұйық сызықтар.
Магнит сызықтары тогы бар шарғының магнит сызықтарына ұқсас магнит ішінде тұйықталып, магниттің солтүстік полюсінен шығып, оңтүстік полюсіне енеді.
Электр заряды бар барлық жерде, оның айналасындағы кеңістікте электр өрісі бар.
Электр өрісінің өзіне тән ерекше қасиеті - қозғалмайтын зарядтарға әрекет ету қабілеті болып табылады.
Құлабыз тілшесінің ортасынан өтетін және оның полюстерін қосатын түзу магнит тілшенің осі деп аталады.
Электр тогы өтетін өткізгіштер арасындағы мұндай өзара әрекеттесу магниттік өзара әрекеттесу деп аталады. Өткізгіштер мен токтардың бір - біріне әрекет ету күштері - магниттік күштер.
Магнит өрісі деп өткізгіштердің электр тогымен өзара әрекеттесуі жүзеге асатын материяның түрін айтады.
Тек электр тогы мен тұрақты магниттер ғана магнит өрісін тудырады. Оның басты қасиетіне магнит қрісінің электр тогына әрекет етеді. Сонымен, егер қозғалмайтын электр зарядының төңірегінде электр өрісі де, магнит өрісі де пайда болады.
Магнит өрісінде кішкентай магнит тілшелерінің осьтерін бойлай орналасқан сызықтармагнит өрісінің сызықтары немесе магнит өрісінің күш сызықтары деп аталады.
Шарғыны (катушканы) соленоид деп атайды. Шарғы арқылы ток жіберуге болады. Шарғыда электр тогы жүргенде, оның маңында магнит өрісінің пайда болатынын аңғару қиын емес.Соленоид ішіндегі магнит өрісінің күш сызықтары параллель және оны сырт жағынан орап жатады.
Күш сызықтарының бағытын білу арқылы соленоид полюстерін анықтауға болады. Күш сызықтары катушканың солтүстік полюсі жағынан шығып, оңтүстік полюсі жағына кіреді.Катушканың бір ұшы солтүстік полюс деп саналады, сол ұшқа қарап тұрған бақылаушы үшін шарғы орамындағы ток сағат тіліне қарсы бағытта ағады. Катушканың екінші жағы оңтүстік полюс болады, бұл жерде ток орамды сағат тілі бағытымен айналып өтеді.
Ішіне темір өзекше орналастырылған катушка электромагнит деп, ал катушкаға оралған сымдар электромагниттің орамасы деп аталады.

1.4 Магнит өрісінің тоғы бар өткізгіштерге әсері. Ампер заңы. Параллель токтардың әсерлесуі.
Тәжірибе, тогы бар өткізгішке магнит өрісі тарапынын күш әсер ететіндігін көрсетеді. Магнит өрісінде орналасқан dl ток элементіне әсер етуші күш Ампер ашқан заңмен өрнектеледі. Ампер заңының математикалық өрнегі:
,мұндағы І - ток күші, - элементі орналасқан нүктедегі магнит индукциясы. Ампер күші әруақыттажәне векторлары жатқан жазықтыққа перпендикуляр болады. Ампер күшінің бағытын жалпы векторлық көбейту ережесі (бұрғы ережесі) бойынша анықтауға болады. Практикада Ампер күшінің бағытын сол қол ережесімен анықтайды. Сол қол ережесі бойынша: сол қолымыздың алақанына векторы перпендикуляр кіретіндей етіп, ал тік төрт саусақтың бағытын тоқтың бағытына бағыттасақ,онда тік бұрышқа бұрылған бас бармақ Ампер күшінің бағытын көрсетеді.
Ампер күшінің модулі, яғни оның скалярлық түрі мына формуламен өрнектеледі:
dF= І B dl sіn,
мұндағы - және векторлары арасындағы бұрыш.Ампер заңының көмегімен екі параллель, шексіз ұзын, түзу токтардың әсерлесу күшін төмендегі өрнек арқылы анықтауға болады:
.
Бұл формула Бірліктердің Халықаралық Жүйесіндегі (БХЖ) негізгі электрлік өлшем бірлігі - амперді анықтау үшін негізгі өрнек болып табылады. Ампер - екі шексіз ұзын, түзу, параллель өте кіші дөңгелек қимасы бар, вакуумда (=1) бір-бірінен 1 метр қашықтықта орналасқан және әр метр ұзындығында Н күшімен әсерлесетін өткізгіштер арқылы ағатын, өзгермейтін ток күшіне тең шама. Магнит тұрақтысы0-дің сандық мәнін есептеп шығарайық. Екі параллель өткізгіш вакуумда (=1) орналасатын болса, онда өткізгіштің бірлік ұзындығындағы әсерлесу күші:
.
Ампердің анықтамасына сәйкес, І1 = І2 =1 А және R = 1 м үшін болады. Осыларды (1.9) формулаға қоятын болсақ:
.
Бұдан:
,
мұндағы генри (Гн) - индуктивтіліктің өлшем бірлігі. Ампер заңы сонымен бірге, магнит индукциясының (В) өлшем бірлігін анықтауға мүмкіндік береді. Егер тогы бар өткізгіштің элементі магнит өрісінің бағытына перпендикуляр () болса, онда Ампер заңы былай жазылады:
dF=ІBdl,
бұдан:
.
Магнит индукциясының өлшем бірлігі - тесла (Тл). 1 Тл - өріс бағытына перпендикуляр орналасқан түзу сызықты өткізгіш арқылы 1 А ток ағатын болса, сол өткізгіштің әрбір метр ұзындығына 1 Н күшпен әсер ететін біртекті магнит өрісінің индукциясы:
.

1.5 Ток элементтерінің өзара әсерлесу заңының өрістік интерпретациясы.Био Савара Лаплас Ампер заңы
Токтардың магниттік өзара әсерін зерттеудегі негізгі мәселелердің бірі өткізгіште берілген заңдылықпен таралған токтың туғызатын магнит өрісін есептеу. Бұны шешудің екі түрлі жолы бар.
Бірінші жолы жылдамдықпен қозғалатын q зарядтың өзінің маңында туғызатын магнит өрісін тәжірибе жүзінде зерттей отырып , осы зарядтан қашықтықта орналасқан нүктедегі магнит өрісі индукция векторы үшін эмперикалық әдіспен табылған
=k [
Формуланы пайдалану. Тогы бар өткізгіштің dV' көлемдегі бәрі жылдамдықпен қозғалатын зарядтардың саны ndV'. Суперпозиция принципі бойынша осы зардтардың dV' элементтен қашықтықтағы тудыратын магнит өрісінің индукциясын (1) формуланы пайдаланып есептеуге болады.
Енді токтың тығыздығы Екенін және оның радиус векторы нүктедегімәні алынатындығын ескеріп, (2) формуланы былай жазуға болады

Тогы бар өткізгіштің алынған нүктедегі туғызытан магнит өрісі индукция векторын табу үшін өткізгіш көлемі бойынша интеграл алу керек

Eкінші жолын Ампер көрсетті.Ампер токтардың өзара әсерлесу заңдылықтарын зерттей отырып, магниттік өзара әсерлесуді ток элементтерінің өзара әсерлесуі негізінде түсіндіруге болатынын және бұл әсерлесуді математикалық түрде өрнектеуге болатынын көрсетті. J1 және J2 токтардың бір бірінен r12арақашықтықта орналасқан элементтерінің өзара әсерлесу күші

Формуласымен анықталады.Белгілі заңдылықпен өткізгіште таралған көлемдік токтың, болмаса жіңішке сызықты токтың тудыратын магнит өрісі индукция векторын анықтайтын (3),(4) өрнектерді Био Савара Лаплас заңы деп аталады.

II Электр тоғының магниттік әсері тарауын оқыту әдістемесі

2.1Стационар магнит өрісінің тәжірибелері
Токтардың өзара әсерлесуі. Тәжірибелер екі тогы бар өткізгіштердің болмаса қозғалыстардағы зарядтардың бір-бірімен әсерлесетінін көрсетеді. Бқл әсердің бір токтан екінші токқа қалай берілетіндігін , яғни қозғалыстағы зарядтардың өзара әсерлесуінің механизмін , Ампер, Эрстед тәжірбиелерін талдау арқылы түсінуге болады. Мысалы, екі ток жүретін металл ленталар (сымдар) олардағы токтардың ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.