Завдання 5 Будова і дія електромагніту

Обладнання: 1) електромагніт розбірний, 2) батарея акумуляторів, 3) дроти з’єднувальні, 4) штатив універсальний, 5) гиря

У цьому досліді застосовується розбірний електромагніт, деталі якого служитимуть для проведення цілого ряду наступних дослідів.

На рис. 288 зображена наступна установка: на короткий залізний стрижень від штатива насаджено дві котушки електромагніту, сполучені послідовно, через які пропускається струм від батареї акумуляторів. На досліді з цією установкою показують, що протягнутий через одну або обидві котушки не намагнічений залізний сердечник набуває сильних магнітних властивостей. Прилад є електромагнітом і утримує на своїх кінцях досить важкі залізні предмети.

Проте залізний якір з гачком відривається від стрижня, якщо до гачка підвісити важку гирю. Для того, щоб збільшити силу тяжіння, змусивши якір утримуватися не одним полюсом електромагніту, а обома разом, слід застосувати інший сердечник — у вигляді букви П.

Такий сердечник за допомогою муфти закріплюють на щаблині між двома штативами і, знявши котушки з прямого стрижня, надягають їх на сердечник. Приєднують через вимикач джерело струму і демонструють сильну дію електромагніту. Останній утримує на якорі гирю 10 кг.

У момент виключення струму гиря падає, тому між штативами треба підкласти що-небудь м’яке, наприклад рушник або скористатися невеликим деком з піском.

Практичне застосування електромагніту для підняття тяжкості демонструють за допомогою кільцевого фільму «Електромагнітний підйомний кран». У кінці показано, як електромагніт опускається на купу залізної ломи, піднімає його, переносить і скидає на залізничну платформу, потім повертається назад, після чого весь процес повторюється.

Замість вказаного кільцевого фільму можна продемонструвати перший фрагмент «Пристрій і дія електромагніту» з учбового звукового фільму «Електромагніти і їх застосування в техніці».

Фільм починається з демонстрації електромагнітного підйомного крана, на якому потім за допомогою мультиплікації виявляються головні його частини: сердечник і обмотка. При включенні струму з’являється магнітне поле, зображене у вигляді силових ліній, яке потім зникає, і деталь, відриваючись від сердечника, падає.

Показуються окремі секції обмотки з мідної стрічки, між витками якої прокладена ізолююча стрічка. Поступова збірка дає уявлення про пристрій електромагніту і окремих його деталей.

На ряду лабораторних дослідів у фільмі з’ясовується залежність сили тяжіння електромагніту від числа витків котушки і величини струму, що живить її.

Будова і дія електромагнітного реле

Устаткування: 1) електромагніт розбірний, 2) сталева лінійка завдовжки 300 мм із затиском, 3) штатив ізолює з двома контактами, 4) штатив універсальний, 5) В-24 або батарея акумуляторів, 6) вимикач, 7) лампи електричні на підставках із затисками — 2 шт., 8) шнур з штепсельною вилкою і двома наконечниками, 9) дроти сполучні.

Діючу модель електромагнітного реле демонструють за допомогою установки (мал. 24), зібраної з великих, добре видимих здалека деталей. Якорем в цій моделі служить слюсарна сталева лінійка завдовжки близько 300 мм, яка зазвичай має на одному кінці отвір. У цей отвір вставляють і закріплюють гайкою шпильку для клеми.

Лінійку-якір потрібно встановити на відстані близько 1,6 см від полюсів електромагніту, затиснутого в муфті штатива. Неподалік встановлюють ізолюючий штатив з двома дротяними контактами так, щоб верхній (прямий) контакт торкався лінійки-якоря, а нижній (зігнутий) був від неї на відстані 5-10 мм.

Управляючий ланцюг складається з акумулятора, електромагніта і вимикача струму, а виконавчий — з двох ламп, які через контактну групу реле приєднуються до освітлюваної мережі.

При замиканні струму в управляючому ланцюзі реле «спрацьовує», тобто якір притягується до сердечника електромагніту. Внаслідок цього одна лампа гасне, а інша запалюється.

Після зборки установки потрібно відрегулювати відстань лінійки-якоря від полюсів електромагніту і розташування проволочених контактів.

Демонстрацію можна розчленувати на окремі етапи:

1) реле з однією парою нормально розімкнених контактів (при включенні управляючого струму лампа в виконавчому ланцюзі запалюється);

2) реле з однією парою нормально замкнутих контактів (при включенні управляючого струму лампа в виконавчому ланцюзі гасне);

3) реле з перемиканням струму в виконавчому ланцюзі (при включенні управляючого струму одна лампа запалюється, а інша гасне).