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29 电磁铁 电磁继电器

免费读1259字2024-07-22

  老师:同学们大家好,我是来自北京市第十三中学分校的安丽燕老师。请同学们准备好学习任务单,跟安老师一起开始今天的学习。你见过电磁起重机吗?他在工作时可以吸起钢铁。老师组装了一个电磁起重机的模拟电路,这是起重调头,它实际上是一个电磁铁,这是学生电源,这是底部有挂钩的铁质圆盘。让我们一起来看看他的工作情况。

  学生:电路未接通时,器重掉头靠近铁质圆盘,它不吸引铁质圆盘。接通电源后,再将起重调头靠近铁之圆盘,在铁纸圆盘下方悬挂钩码,圆盘未掉落,断开电源贴纸,圆盘掉落。

  老师:同学们,3个状态对比,你发现了什么?电路未接通时,起重调头不吸引铁质圆盘,此时电磁铁无磁性,接通电源后,其中调头能吸起铁质圆盘,此时电磁铁有磁性,断开电源时,贴纸圆盘掉落,电磁铁失去磁性。这正是电磁铁的工作原理。电磁铁有电流,通过时有磁性,没有电流时就失去磁性。让我们一起来看看电磁铁的内部结构。

  老师:这是螺线管,也叫线圈,这是铁心,电磁铁就是内部插油铁芯的螺旋管。给螺旋管通电时,螺腺管周围便有磁场,为什么还要加入铁芯?下面我们通过一组对比实验来看看铁芯的作用。取出铁芯,把线圈放在支架上,用弹簧悬挂铁质圆盘,给螺旋管通电时,可通过观察铁质圆盘下降的幅度,得知弹簧伸长的长度,进而研究磁场对铁质圆盘吸引力的大小,进而判断通电螺腺管的磁场强弱。让我们一起来坐坐看。

  老师:给螺旋管通电,铁质圆盘略有下降,螺旋管内插入铁芯,给螺腺管通入相同的电流。请同学们观察铁质圆盘下降的幅度,此时铁质圆盘被牢牢的吸引。通过实验我们发现不加入铁芯石给螺腺管通电,铁质圆盘略有下降,弹簧的伸长量很小,磁场对铁质圆盘的吸引力很小。加入铁芯后,给螺腺管通入相同的电流时,铁质圆盘被磁化后的铁芯牢牢吸住,此时弹簧的形变量很大,磁场对铁质圆盘的吸引力很大,磁场对铁质圆盘的吸引力越大,则说明磁场越强。因此,我们发现在通电螺旋管中插入铁芯,通电螺腺管产生的磁场与被磁化后的铁芯产生的磁场叠加在一起,使整体的磁性大大增强了。这是实验室常见的电磁铁。实际中,根据工作性质不同,所需的电磁铁的磁性强弱也不同。那么什么因素会影响电磁铁的磁性强弱?当电磁铁中通有电流时,电磁铁才有磁性,那么电流的大小应该影响电磁铁的磁性强弱。电磁铁的主要组成部件是线圈,那么线圈的杂数形状也应该影响电磁铁的磁性强弱。下面我们来进行以下两个探究。

  老师:一、电磁铁的磁性强弱与通过线圈的电流大小有关吗?对于外形相同的电磁铁,线圈的形状很难改变,因此我们探究电磁铁的磁性强弱与线圈的扎数有关吗?我们可以用导线铁钉来自制一个电磁铁,用气胞线替代导线可以增加线圈的扎数。把七胞线缠绕在铁钉上,用砂纸将其两端的绝缘漆打磨掉,并固定在两个接线柱上,这便是自制的电磁铁了。

  老师:给这个电磁铁通电,我们看到它可以吸引大头钉,我们可以根据电磁铁吸引大头针的多少来判断它

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