Прямой проводник с током и виток с током создают вокруг себя магнитное поле. Рассмотрим теперь другой случай, который представляет наибольший практический интерес: магнитное поле, создаваемое катушкой с током.

Соленоид, или катушка, состояит из большого числа витков провода, намотанных вплотную друг к другу на диэлектрический каркас. При протекании тока по катушке вокруг неё возникает магнитное поле.

solenoid0

Магнитные стрелки ориентируются в этом магнитном поле:

solenoid

С помощью магнитных стрелок или железных опилок можно найти форму магнитных линий катушки. Как и у витка с током, линии магнитного поля катушки с током представляют собой замкнутые кривые. Внутри катушки магнитные линии почти параллельны друг другу, а  снаружи они искривляются и замыкаются.

Picture of a Solenoid

Магнитное поле катушки с током подобно полю постоянного полосового магнита. Как и магнит, катушка с током имеет два полюса — северный и южный, расположенных на её торцах. Вне катушки магнитные линии направлены от северного полюса к южному. Две катушки или катушка и магнит взаимодействуют подобно двум магнитам.

solenoid1

Для определения направления линий магнитного поля соленоида удобно пользоваться правилом правой руки:

Если обхватить соленоид ладонью правой руки, направив четыре пальца по направлению тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида.

right hand

По направлению магнитных линий поля внутри соленоида или расположению его полюсов можно определить направление тока в витках соленоида.

task

От чего зависит сила магнитного поля соленоида?

Опыт показывает, что при одинаковой силе тока катушка с бóльшим числом витков притягивает больше железных опилок, чем катушка с меньшим числом витков. Следовательно, магнитное действие катушки с током тем сильнее, чем больше число витков в ней.

solenoid2

Магнитное действие катушки зависит и от силы тока в ней. Для выяснения этой зависимости соберём электрическую цепь. Силу тока в цепи будем изменять реостатом. Судить о действии магнитного поля катушки с током можно по количеству гвоздиков, притянувшихся к ней. Опыт показывает, что при увеличении силы тока действие магнитного поля катушки с током усиливается, при уменьшении  — ослабляется.

power1

Можно усилить магнитное действие катушки с током, вставив в неё железный стержень  — сердечник. Следовательно, магнитное действие катушки с сердечником сильнее, чем той же катушки без сердечника.

power2

Катушку с железным сердечником называют электромагнитом.

 

arrowrleft                                     arrowright

Симуляция капиллярного эффекта

Симуляция капиллярного эффекта

Жидкость γ (мН/м) θ (°) ρ (кг/м³) Цвет
Вода 72.8 20 1000
Этанол 22.4 15 789
Ртуть 486.5 140 13534
Масло 30.0 20 900

Формула капиллярного эффекта

h = (2γ cosθ) / (ρgr)

где:

γ - поверхностное натяжение (мН/м)
θ - краевой угол (°)
ρ - плотность (кг/м³)
r - радиус капилляра (м)
g - ускорение свободного падения (9.81 м/с²)
h - высота поднятия/опускания (м)

Текущие параметры

Жидкость: Вода
γ: 72.8 мН/м
θ: 20°
ρ: 1000 кг/м³
Высота: 14.67 мм
Радиус капилляра: 1.0 мм
Радиус мениска: 2.92 мм

Физика капиллярного эффекта

Форма мениска:

  • Смачивающие жидкости (вода, этанол, масло) образуют вогнутый мениск (края подняты вверх)
  • Ртуть образует выпуклый мениск (края опущены вниз)

Радиус кривизны мениска: R = r / cosθ

Симулятор линейной регрессии

Симулятор линейной регрессии

Уравнение прямой: y = 0x + 0

Среднеквадратичная ошибка (MSE): 0

Ближайшая точка к прямой: нет

Скорость:

Кликните на графике, чтобы добавить точку. Нажмите "Подобрать прямую" для анимации процесса обучения.

Симулятор диффузии

Симулятор скорости диффузии

Измените температуру с помощью ползунка и наблюдайте за скоростью перемешивания молекул

Температура: 20°C

Как вы думаете, почему девока не проваливается на снегу, а мальчик проваливается? Что удерживает девочку на поверхности снега?

snow

Почему ручкой проткнуть бумагу сложно, а канцелярской кнопкой можно проткнуть даже картон или дерево?

button

Опыт показывает, что

Результат действия силы зависит не только от её величины, но и от площади поверхности, на которую она действует.

Для характеристики этой зависимости ввели физическую величину – давление.

Давление – это физическая величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности.

force

Давление обозначают буквой p и рассчитывают по формуле:

2

От чего зависит давление тела на поверхность? Давайте проведем опыты (мысленно).

3

 

 

 

Какой вывод можно сделать из этого опыта?

Чем больше сила, действующая перпендикулярно поверхности, тем больше давление.

 

 

 

Почему в одном случае платформа погрузилась в песок, а в другом нет? В каком случае давление на песок больше?

4

 

 

 

Какой вывод можно сделать из этого опыта?

Чем меньше площадь поверхности, тем больше давление.

 

 

 

Силу, действующую перпендикулярно поверхности, называют силой давления.

В каких случаях нужно уменьшить давление, а в каких увеличить? Как это сделать?

j0283462  IllustriousSnappyKitty size restricted  Pinza  kopateli  UMaT

animated industrial vehicle image 0140 fermer 1 0  BraveAliveAmericancrayfish size restricted  1453913735 pasclassique

Единица измерения давления – 1 Паскаль.

pa

1 Па – это давление, производимое силой в 1 Н перпендикулярно поверхности в 1 м2.

Это примерно такое давление, которое оказывает на стол лист бумаги.

TmPV

Решите задачу  

 

 

Рассчитайте давление, которое оказывает станок массой 800 кг, если площадь опоры 400 см2.

 2024 02 16 21 14 38

 

 

 

arrowrleft                                     arrowright