Индивидуальный итоговый проект по физике на тему "Явление электромагнитной индукции и его применение" (11 класс)

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя школа №36 им. А.М. Городнянского» г. Смоленска

Индивидуальный Итоговый Проект по физике

Явление электромагнитной индукции и его применение

Ивановой Анастасии Алексеевны,

обучающейся 11«А» класса

Руководитель:

Щербакова Галина Егоровна,

учитель физики

Оглавление

Введение 1

Теоретическая часть

Глава 1. История открытия -

§1.1 Опыт Х.К. Эрстеда 3

§1.2 Опыт А. Ампера 4

§1.3 М. Фарадей 5

1. Первая серия опытов М. Фарадея 6

1.1.2 Вторая серия опытов М. Фарадея 6

Глава 2. Явление электромагнитной индукции -

§2.1 ЭДС индукции 8

§2.2 Закон электромагнитной индукции 9

Глава 3. Применение явления электромагнитной индукции -

§3.1 Радиовещание ­10

§3.2 Магнитотерапия 12

§3.3 Индукционные расходомеры (счётчики) 13

§3.4 Индукционные генераторы 14

§3.5 Трансформаторы 15

§3.6Металлодетекторы 16

3.6.1Поисковые 16

3.6.2 Досмотровые 17

3.6.3Для строительных целей 18

Практическая часть

Глава 4. Построение модели ручного металлодетектора -

§4.1 Необходимые материалы ­19

§4.2Сбор платы ­21

§4.3Окончательный сбор прибора ­25

Заключение 29

Список используемых источников 30

Приложение 31

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность индивидуального итогового проекта: Современная жизнь уже не возможна без электроприборов, питающихся от сети переменного тока. Благодаря электричеству стало возможным создание медицинского оборудования, которое каждый день спасает жизни на всей планете. В отсутствии электричества работа всех этих приборов просто не возможна. Электромагнитная индукция позволяет раскрыть и понять природу появления электричества, его свойств и возможного применения.

Цель проекта: создание ручного металлодетектора.

Задачи:

1)Изучить основное понятие электромагнитной индукции.

2)В чём заключается принцип электромагнитной индукции.

3)В каких сферах используют это явление и как применяют.

4)Найти подходящий способ создания металлодетектора.

5)Самостоятельно сделать модель металлодетектора.

Почему данная тема на уроках физики изучается в узком смысле? Почему так мало информации о совершенно необыкновенных опытах и открытиях явления, которое так распространено в нашей жизни, хотя мы даже не догадываемся об этом? Именно ответы на эти вопросы стали главнойпроблемой Индивидуального Итоговогопроекта.

ОсобенностьюИндивидуального Итогового проектаявляется подробный разбор создания ручного металлодетектора, который в дальнейшем может быть использован на уроках физики, как наглядный образец.

Объект исследования: явление электромагнитной индукции.

Методы исследования:

1. Теоретические (изучение, анализ, обобщение);

2. Эмпирические (наблюдения, беседы, измерения).

Ожидаемый продукт:модель ручного металлодетектора.

В качестве гипотезыя выдвинула идею о том, что явление электромагнитной индукции встречается повсеместно и является основой для работы многих приборов, весьма значимых в нашей жизнии, следовательно, можно считать, что данное явление является основополагающим в нашей жизни.

Основными источниками являются интернет сайты, которые весьма разнообразны, но при этом на них содержится сжатая и практически полностью одинаковая информация. Из-за этого на этапе сбора информации я столкнулась с такой проблемой, как отсутствие разнообразия информации. Именно поэтому я обратилась к школьным учебникам 9 и 11 класса. Я поняла, что описание всех необходимых мне опытов наиболее полное именно в учебниках, поэтому часть нужной информации я брала из печатных источников.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

ГЛАВА1. ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ

§1.2 Опыт Х. К. Эрстеда

Опыт Эрстеда заключается в следующем. На столе располагают магнитную стрелку, которая ориентируется с севера на юг в магнитном поле Земли, и параллельно ей сверху проводник, соединённый с источником тока. При замыкании цепи стрелка повернётся на 90° и встанет перпендикулярно проводнику.При размыкании цепи стрелка вернётся в первоначальное положение. Если изменить направление тока на противоположное, то стрелка повернётся в обратную сторону. Опыт Эрстеда доказывает, что вокруг проводника, по которому течёт электрический ток, существует магнитное поле, которое действует на магнитную стрелку.(Приложение1)

Опыт Эрстеда показал существование взаимосвязи между электрическими и магнитными явлениями.¹

§1.2. Опыт А. Ампера

После открытия явления возникновения магнитного поля вблизи проводника с током Эрстед разослал результаты своих исследований большинству ведущих учёных Европы. Получив эти данные, французский математик и физик Ампер приступил к своей серии экспериментов и через некоторое время продемонстрировал публике опыт по взаимодействию двух параллельных проводников с током. Ампер установил, что если по двум расположенным параллельно проводникам течёт электрический ток в одну сторону, то такие проводники притягиваются (Приложение 2, а)если ток течёт в противоположные стороны – проводники отталкиваются.(Приложение 2, б)

Из своих опытов Ампер сделал следующие выводы:

1. Вокруг магнита, или проводника, или электрически заряженной движущейся частицы существует магнитное поле.

2. Магнитное поле действует с некоторой силой на заряженную частицу, движущуюся в этом поле.

3. Электрический ток представляет собой направленное движение заряженных частиц, поэтому магнитное поле действует на проводник с током.²

§ 1.3М.Фарадей

Обычно имя М. Фарадея связывают с самым значительным и потому наиболее известным открытием — явлением электромагнитной индукции, сделанным им в 1831 г.

Работам М. Фарадея в области электричества положило начало исследование так называемых электромагнитных вращений. Из серии опытов Эрстеда, Араго, Ампера, Био, Савара, проведенных в 1820 г., стало известно не только об электромагнетизме, но и о своеобразии взаимодействий тока и магнита: здесь, как уже отмечалось, действовали не привычные для классической механики центральные силы, а силы иные, стремившиеся установить магнитную стрелку перпендикулярно проводнику. М. Фарадей поставил перед собой вопрос: не стремится ли магнит к непрерывному движению вокруг проводника стоком? Опыт подтвердил гипотезу. В 1821 г. М. Фарадей дал описание физического прибора (Приложение 3). В левом сосуде с ртутью находился стержневой постоянный магнит, закрепленный шарнирно в нижней части. При включении тока его верхняя часть вращалась вокруг неподвижного проводника. В правом сосуде стержень магнита был неподвижен, а проводник с током, свободно подвешенный на кронштейне, скользил по ртути, совершая вращение вокруг полюса магнита. Поскольку в этом опыте впервые фигурирует магнитоэлектрическое устройство с непрерывным движением, то вполне правомерно начать именно с этого устройства историю электрических машин вообще и электродвигателя в частности. Обратим также внимание на ртутный контакт, нашедший впоследствии применение в электромеханике.

Именно с этого момента, судя по всему, у М. Фарадея начинают складываться представления о всеобщей «взаимопревращаемости сил». Получив при помощи электромагнетизма непрерывное механическое движение, он ставит перед собой задачу обратить явление или, по терминологии М. Фарадея, превратить магнетизм в электричество.

Только абсолютная убежденность в справедливости гипотезы о «взаимопревращаемости» может объяснить целеустремленность и настойчивость, тысячи опытов и 10 лет напряженного труда, затраченного на решение сформулированной задачи. В августе 1831 г. был сделан решающий опыт, а 24ноября на заседании в Королевском обществе была изложена сущность явления электромагнитной индукции. Обратимся к главным опытам М. Фарадея.³

1. Первая серия опытовМ.Фарадея

Опыт с постоянным магнитом. Если в соленоид, который замкнут на гальванометр, вдвигать или выдвигать постоянный магнит, то в моменты его вдвигания или выдвигания мы видим отклонение стрелки гальванометра (возникает индукционный ток); при этом отклонения стрелки при вдвигании и выдвигании магнита имеют противоположные направления. отклонение стрелки гальванометра тем больше, чем больше скорость движения магнита относительно катушки. При смене в опыте полюсов магнита направление отклонения стрелки также изменится для получения индукционного тока можно оставлять магнит неподвижным, тогда нужно относительно магнита перемещать соленоид. Сила тока зависит от количества витков. (Приложение 4)

1.1.2 Вторая серия опытов М.Фарадея

Опыт с электромагнитом(Приложение 5).Концы одной из катушек, которая вставлена одна в другую, присоединяются к гальванометру, а через другую катушку пропускается ток. Наблюдается отклонение стрелки гальванометра:

• в моменты включения или выключения тока

• в моменты уменьшения или увеличения тока

• при перемещении катушек друг относительно друга.

Направления отклонений стрелки гальванометра имеют противоположные направления

• при включении или выключении тока

• его увеличении или уменьшении

• приближении или удалении катушек.⁴

ГЛАВА 2. ЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ НДУКЦИИ

§2.1 ЭДС индукции

Электродвижущая сила(ЭДС)-величина, численно равная работе сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда вдоль замкнутого контура.⁵

Разберемся детально, что такое понятие ЭДС индукции. При помещении в магнитное поле проводника и его движении с пересечением силовых линий поля, в проводнике появляется электродвижущая сила под названием ЭДС индукции. Также она возникает, если проводник остается в неподвижном состоянии, а магнитное поле перемещается и пересекается с проводником силовыми линиями.

Когда проводник, где происходит возникновение ЭДС, замыкается на вешнюю цепь, благодаря наличию данной ЭДС по цепи начинает протекать индукционный ток. Электромагнитная индукция предполагает явление индуктирования ЭДС в проводнике в момент его пересечения силовыми линиями магнитного поля.

Электромагнитная индукция являет собой обратный процесс трансформации механической энергии в электроток. Данное понятие и его закономерности широко используются в электротехнике, большинство электромашин основывается на данном явлении.⁶

Формула ЭДС индукции:

Знак «–» в формуле позволяет учесть направление индукционного тока. Индукционный ток в замкнутом контуре имеет всегда такое направление, чтобы магнитный поток поля, созданного этим током сквозь поверхность, ограниченную контуром, уменьшал бы те изменения поля, которые вызвали появление индукционного тока.

§2.2 Закон электромагнитной индукции

Закон электромагнитной индукции формулируется именно для ЭДС, а не для силы индукционного тока, т.к. сила тока зависит и от свойств проводника, а ЭДС определяется только изменением магнитного потока. Согласно закону электромагнитной индукции ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром:

Как в законе электромагнитной индукции учесть направление индукционного тока (или знак ЭДС индукции)?

Для объяснения знака в этой формуле есть специальное правило Ленца. Оно гласит, что знак, в данном случае, указывает на то, как направлена возникающая ЭДС. Дело в том, что создаваемое индукционным током магнитное поле направлено так, что препятствует изменению магнитного потока, который вызвал индукционный ток.

Для определения направления индукционного тока применяется знаменитое правило буравчика, или правило правой руки, оно же правило правого винта. Если ладонь правой руки расположить так, чтобы в неё входили силовые линии магнитного поля, а отогнутый большой палец направить по движению проводника, то четыре вытянутых пальца укажут направление индукционного тока.⁷(Приложение 6)

ГЛАВА 3. ПРИМЕНЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

§ 3.1 Радиовещание

После того как было открыто электричество, его использовали в качестве "почтальона", предающего информацию с молниеносной быстротой. Но ведь телефонные и телеграфные провода не протянешь за кораблём или за самолётом, за поездом или автомобилем. Перекинуть мост через пространство людям помогло радио. В переводе с латинского "радио" означает "излучать".Первый кирпич в фундамент радиотехники, как мы уже знаем, заложил датский профессор Ганс Христиан Эрстед, который показал, что вокруг проводника с током возникает магнитное поле. Его соотечественник и последователь Джеймс Максвелл пришёл к выводу, что переменное магнитное поле, возбуждаемое изменяющимся током, создаёт в окружающем пространстве электрическое поле, которое в свою очередь возбуждает магнитное поле, и т.д. Взаимно порождая друг друга, эти поля образуют единое переменное электромагнитное поле - электромагнитную волну. Возникнув в том месте, где есть провод с током, электромагнитное поле распространяется в пространстве со скоростью света -300000 км/с. Максвелл утверждал, что волны света имеют ту же природу. Они отличаются только длиной. Видимый свет - это короткие волны, а электромагнитные волны- это волны большей длины. В 1888 г. их впервые смог получить и исследовать немецкий физик Рудольф Герц. Однако путей практического применения своего Генрих открытия он не нашел. Эти пути увидел Александр Степанович Попов. Опираясь на результаты опытов Герца, он создал прибор для обнаружения и регистрирования электрических "колебаний" - радиоприёмник.7 мая 1895 г. А.С. Попов сделал доклад на заседании Русского физико-химического общества в Петербурге и продемонстрировал в действии свои приборы связи. Это был день рождения радио. Первый радиоприёмник Попова имел очень простое устройство: батарея, электрический звонок, электромагнитное реле и стеклянная трубка с металлическими опилками внутри - когерер (от латинского слова "когеренция" - "сцепление".Передатчиком служил искровой разрядник, возбуждавший электромагнитные колебания в антенне, которую Попов впервые в мире использовал для беспроводной связи. Под действием радиоволн, принятых антенной, металлические опилки в когерере сцеплялись, и он начинал пропускать электрический ток от батареи. Срабатывало реле, включался звонок, а когерер получал "лёгкую встряску", сцепление между металлическими опилками ослабевало, и они были готовы принять следующий сигнал.(Приложение 7)Продолжая опыты и совершенствуя приборы, А.С. Попов медленно, но уверенно увеличивал дальность действия радиосвязи.Через 5 лет после создания первого приёмника начала действовать регулярная линия беспроволочной связи на расстояние 40км.⁸

§ 3.2 Магнитотерапия

За долгие века использования, магнитотерапия из метода народной медицины превратилась в научно обоснованный способ лечения разнообразных проблем, которым в наши дни пользуются миллионы людей, с почти неизменно хорошими результатами и высоким эффектом, достигающим 80-90%.Магнитное поле обладает столь разносторонним лечебным действием, что может использоваться при огромном числе заболеваний. Благодаря значительному числу исследований и широкому использованию магнитотерапии сегодня уже известны многие направления лечебного воздействия магнитного поля на организм человека. Основа лечебного эффекта магнитного поля - улучшение кровообращения и состояния кровеносных сосудов. Отсюда и разноплановость его использования. Ведь правильная доставка крови, а с ней питательных веществ, во многом определяет работу всех органов человека, состояние нервной системы, костей и суставов. Ещё одной составляющей является восстановление нормальной полярности клеток, изменённой вследствие изменений в органах человека. Третьей – активизация работы ферментных систем. Есть разнообразные и менее яркие пути влияния постоянного магнитного поля на организм.Однако, вопрос в другом - почему именно магнитное поле, а не какой-либо иной физический фактор, так важен для организма? Ответ на столь серьёзный вопрос, как ни странно, достаточно прост: Магнитное поле, в отличие от других физиотерапевтических факторов, например, лазерного или ультрафиолетового луча, или других, находится внутри человека, т.е. является частью организма. Поэтому его нарушения - это нарушения здоровья. А коррекция магнитного поля человека - это не лекарственная терапия, вносящая инородные, почти всегда токсические элементы в организм, а натуральный, естественный лечебный метод, приводящий в нормальное состояние, прежде всего, сосудистую систему, которая по статистике страдает в нашей жизни больше других.⁹ (Приложение 8)

§ 3.3 Индукционные расходомеры (счётчики)

Принцип действия индукционного расходомера (рис. 12.3) основан на явлении электромагнитной индукции. При прохождении электропроводящей жидкости (в том числе и водопроводной воды) через однородное магнитное поле в ней, как в движущемся проводнике, возникает электродвижущая сила, пропорциональная средней скорости потока. Индукционный расходомер имеет в своей конструкции электромагнит, полюса которого прикрепляются по обе стороны трубопровода. Напряжение, возникающее в жидкости, снимается электродами, располагаемыми перпендикулярно внешнему магнитному, полю, и подается на измерительный прибор. Связь между напряжением и расходом воды устанавливается заводской тарировкой расходомера.

Индукционные расходомеры имеют ряд достоинств:

· результаты измерения не зависят от распределения скоростей в сечении;

· отсутствуют дополнительные гидравлические потери в трубопроводе;

· возможность применения для измерения загрязненной жидкости.¹⁰(Приложение 9)

§ 3.4 Индукционные генераторы

В индукционных генераторах переменного тока механическая энергия превращается в электрическую. Индукционный генератор состоит из двух частей: подвижной, которая называется ротором, и неподвижной, которая называется статором. Действие генератора основано на явлении электромагнитной индукции. Индукционные генераторы имеют сравнительно простое устройство и позволяют получать большие токи при достаточно высоком напряжении. В настоящее время имеется много типов индукционных генераторов, но все они состоят из одних и тех же основных частей. Это, во-первых, электромагнит или постоянный магнит, создающий магнитное поле, и, во-вторых, обмотка, состоящая из последовательно соединенных витков, в которых индуцируется переменная электродвижущая сила. Так как электродвижущие силы, наводимые в последовательно соединенных витках, складываются, то амплитуда электродвижущей силы индукции в обмотке пропорциональна числу витков в ней. Число силовых линий, пронизывающих каждый виток, непрерывно меняется от максимального значения, когда он расположен поперек поля, до нуля, когда силовые линии скользят вдоль витка. В результате при вращении витка между полюсами магнита через каждые пол-оборота направление тока меняется на противоположное, и в витке появляется переменный ток. Во внешнюю цепь ток отводится при помощи скользящих контактов. Для этого на оси обмотки укреплены контактные кольца, присоединенные к концам обмотки. Неподвижные пластины - щетки - прижаты к кольцам и осуществляют связь обмотки с внешней цепью.¹¹(Приложение 10)

§ 3.5 Трансформаторы

Трансформатор – это электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения при той же частоте. Действие трансформатора основано на использовании явления электромагнитной индукции. Переменный электрический ток (ток, который изменяется по величине и по направлению) наводит в первичной катушке переменное магнитное поле. Это переменное магнитное поле, наводит переменное напряжение во вторичной обмотке. Величина напряжения ЭДС зависит от числа витков в катушке и от скорости изменения магнитного поля.

Из чего состоит трансформатор? Во простейшем случае из одного металлического сердечника и двух обмоток. Обмотки электрически не связаны одна с другой и представляют собой изолированные провода. Одна обмотка (ее называют первичной) подключается к источнику переменного тока. Вторая обмотка, называемая вторичной, подключается к конечному потребителю тока.(Приложение 11) Когдатрансформатор подключен к источнику переменного тока, в витках его первичной обмотки течет переменный ток величиной I1. При этом образуется магнитный поток Ф, который пронизывает обе обмотки и индуцирует в них ЭДС. Бывает, что вторичная обмотка не находится под нагрузкой. Такой режимы работы трансформатора называется режимом холостого хода. Соответственно, если вторичная обмотка подключена к какому-либо потребителю, по ней течет ток I2, возникающий под действием ЭДС.Величина ЭДС, возникающей в обмотках, напрямую зависит от числа витков каждой обмотки. Отношение ЭДС, индуцированных в первичной и вторичной обмотках, называется коэффициентом трансформации и равно отношению количества витков соответствующих обмоток.¹²

§ 3.6 Металлодетекторы

Технологически, принцип действия металлодетектора основан на явлении регистрации электромагнитного поля, которое создается вокруг любого металлического предмета при помещении его в электромагнитное поле. Это вторичное электромагнитное поле различается как по напряженности (силе поля), так и по прочим параметрам. Эти параметры зависят от размера предмета и его проводимости (у золота и серебра проводимость гораздо лучше, чем, например, у свинца) и естественно - от расстояния между антенной металлодетектора и самим предметом (глубины залегания).

Вышеприведенная технология обусловила состав металлодетектора: он состоит из четырех основных блоков:

• антенны (иногда излучающая и принимающая антенны различаются, а иногда - это одна и та же антенна);

• электронного обрабатывающего блока;

• блока вывода информации (визуальной - ЖК-дисплей или стрелочный индикатор и аудио - динамика или гнезда для наушников) ;

• блока питания.

Виды металлодетекторов:

3.6.1 Поисковые

Данный металлодетектор предназначен для поиска всевозможных металлических предметов. По-другому же этот тип называют металлоискатель. (Приложение 12) Как правило - это самые большие по размеру, стоимости и естественно по выполняемым функциям модели. Это обусловлено тем, что иногда нужно находить предметы на глубине до нескольких метров в толще земли. Мощная антенна способна создавать большой уровень электромагнитного поля и с высокой чувствительностью обнаруживать даже малейшие токи на большой глубине. Например поисковый металлодетектор, обнаруживает металлическую монету на глубине в 2-3 метра в толще земли, которая может даже содержать железистые геологические соединения.

3.6.2 Досмотровые

Используется спецслужбами, таможенниками и сотрудниками охраны самых различных организаций для поиска металлических предметов (оружия, драгоценных металлов, проводов взрывчатых устройств и т.д.) спрятанных на теле и в одежде человека. Эти металлодетекторы отличают компактность, удобство в обращении, наличие таких режимов, как беззвучная вибрация рукоятки (чтобы обыскиваемый человек не узнал, что сотрудник, производящий поиск что-то нашел). Дальность (глубина) обнаружения рублевой монеты в таких металлодетекторах доходит до 10-15 см. Такие металлодетекторы также называют ручными.(Приложение 13)

Также широкое распространение получили арочные металлодетекторы, которые внешне напоминают арку и требуют прохождения человека через нее. Вдоль их вертикальных стен проложены сверхчувствительные антенны, которые обнаруживают металлические предметы на всех уровнях роста человека. Их обычно устанавливают перед местами культурно-массовыхразвлечений, в банках, учреждениях и т.д. Главная особенность арочных металлодетекторов - высокая чувствительность (настраиваемая) и большая скорость обработки потока людей. Также широкое распространение получили арочные металлодетекторы, которые внешне напоминают арку и требуют прохождения человека через нее. Вдоль их вертикальных стен проложены сверхчувствительные антенны, которые обнаруживают металлические предметы на всех уровнях роста человека. Их обычно устанавливают перед местами культурно-массовых развлечений, в банках, учреждениях и т.д. Главная особенность арочных металлодетекторов - высокая чувствительность (настраиваемая) и большая скорость обработки потока людей. (Приложение 14)

3.6.3 Для строительных целей

Данный класс металлодетекторов при помощи звуковой и световой сигнализации помогает строителям отыскать металлические трубы, элементы конструкций или привода, расположенные как в толще стены, так и за перегородками и фальш-панелями. Некоторые металлодетекторы для строительных целей часто объединяют в одном приборе с детекторами деревянных конструкция, детекторами напряжения на токоведущих проводах, детекторами протечек и т.д.¹³(Приложение 15)

Практическая часть

ГЛАВА 4. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ РУЧНОГО МЕТАЛЛОДЕТЕКТОРА

§4.1 Необходимые материалы

1. Плата с экраном;

1. Керамические конденсаторы;

2. Кнопка;

3. Транзисторы;

4. Сопротивление;

5. Коннектор проводов;

6. Резисторы;

7. Светодиод;

8. Излучатель звука;

9. Конденсатор бочкового типа.

1.Паяльник;

2.Жидкая канифоль;

3.Припой.

Батарейный отсек (источник питания) Провода

Чехол для шины бензопилы Кнопка

§4.2. Сбор платы

1. Пайка излучателя звука, который служит для передачи звукового сигнала, при нахождения определённого предмета.

1. Пайка коннектора для проводов, который предназначенное для механического соединения и разъединения электрических цепей.

1. Пайка кнопки, которая служит как включатель всей системы.

1. Пайка конденсатора бочкового типа, предназначенный для накопления заряда и энергии электрического поля.

1. Пайка транзистора (1), который предназначен для управления током в электрической цепи.

2. Пайка керамического конденсатора (2).

1. Пайка сопротивления (1) и керамического конденсатора (2).

1. Пайка резистора, который ограничивает ток, изменяет и фильтрует сигналы.

1. Пайка оставшихся транзисторов.

1. Пайка оставшихся керамических конденсаторов.

1. Пайка светодиода, который подаёт световой знак, при обнаружении определённого предмета.

1. Пайка оставшихся резисторов.

Конечный результат сбора платы, которая является самой главной частью прибора, без которого прибор даже не сможет существовать. Данный этап являлся самым сложным при создании прибора, так как размер самой платы очень маленький и все детали имели соответственно небольшие размеры. Приходилось отпаивать некоторые компоненты и припаивать несколько раз заново, так как была допущена ошибка. Всего было затрачено около 3 часов на сбор платы.

§4.3. Окончательный сбор прибора

При помощи проводов были последовательно соединены источник питания, кнопка и сама плата. Данная конструкция является внутренним наполнением прибора. Все детали были взяты от абсолютно разных вещей. Источником питания являлась подставка из-под светильника, кнопка была взята из блока питания компьютера.

Чехол для шины был разделён на две части. В верхней части было вырезано два отверстия: одно для кнопки и второе для светодиода (лампочки), для того чтобы был виден световой сигнал при обнаружении предмета.

В нижний части была закреплена плата при помощи клеевого пистолета.

Следующая деталь, которая была прикреплена к нижней части корпуса стал источник питания, который также был закреплён с помощью клеевого пистолета.

Далее источник питания и плата была вновь присоединена к кнопке, которая ранее была отсоединена для удобства работы. Это стало внутренним наполнением данного прибора.

После закрепления всех внутренних деталей, обе части корпуса скрепляем между собой с помощью клеевого пистолета.

После скрепления двух частей главного корпуса, клей был покрыт слоем чёрного лака. Было проверено функционирование прибора, которое привело к следующим выводам:

1. Небольшая дальность работы. То есть прибор способен обнаружить предмет. Который находится на очень близко расстоянии. Это обусловлено тем, что сама катушка имеет не большие размеры, также была замечена ошибка, которая состоит в том, что вторая катушка имеет всего одну обмотку или как говорят по-другому, один виток, что и привело к низкой чувствительности.

2. Прибор не распознаёт некоторые предметы. А именно отвёртки или более новые детали, которые покрыты определённым слоем, через который, из-за свой низкой чувствительности, прибор не может обнаружить предмет.

3. Прибор может обнаружить следующие предметы: телефон, нож, небольшие металлические предметы (точилки, пульки), но это всё только при условии того, что находится на очень маленьком расстоянии и с учётом того, что прибор имеет низкую чувствительность.

Заключение

Цели и задачи, поставленные в Индивидуальном Итоговом проекте, были достигнуты.

В ходе работы над проектом была изучена история открытия и развития явления электромагнитной индукции. Рассмотрено такое понятие, как ЭДС индукции. Подробны изучены все необходимые опыты. И самое главное изучены такие сферы применения, которые наиболее распространены в нашей жизни.

Была достигнута главная цель моего проекта – собран ручной металлодетектор.

Все проблемы, которые возникали в ходе работы над проектом были успешно преодолены:

• Отсутствие разнообразия информации;

• Затруднения с поиском необходимых материалов, для создания продукта.

• Затруднения при работе в процессе создания продукта.

В решении всех этих проблем мне помогал куратор (учитель физики) – Щербакова Галина Георгиевна, отец, Дима – друг отца, учитель курса Индивидуального Итогового проекта.

Были даны ответы на поставленные мною вопросы, которые и являлись главной проблемой моего проекта. Я пришла к выводу о том, что в школе явление электромагнитной индукции проходится поверхностно так, как существует ряд необходимой информации, которая требует более глубокого изучения. Данная информация просто не предусмотрена по школьной программе.

Модель ручного металлодетектора будет передана учителю физики как наглядный образец для показа обучающимся при изучении данной темы.

Список используемых источников

Литературные источники:

1. Б. Б. Буховцев, Г. Я. Мякишев, В.М. Чаругин, Физика. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый и профильный уровни – М.: Просвещение ,2010. – 399с.

Интернет-ресурсы:

1. https://fizi4ka.ru/ogje-2018-po-fizike/opyt-jersteda-magnitnoe-pole-toka-vzaimodejstvie-magnitov-dejstvie-magnitnogo-polja-na-provodnik-s-tokom.html (©️ПОДГОТОВКА К ОГЭ 2018 ПО ФИЗИКЕ)

2. https://interneturok.ru/lesson/physics/9-klass/elektromagnitnye-yavleniya/napravlenie-toka-i-napravlenie-liniy-ego-magnitnogo-polya-2

(©️Зарицкий А.Н.)

1. https://tech.wikireading.ru/15669 (©️ История электротехники)

2. http://www.myshared.ru/slide/1281153 (©️ Маргарита Лихопой )

3. https://odinelectric.ru/knowledgebase/chto-takoe-eds-induktsii-i-kogda-voznikaet#i-2

4. https://www.sites.google.com/site/zakonelektromagnitnojindukcii/home/radiovesanie

5. https://infopedia.su/18x6321.html

6. https://studwood.ru/1901057/matematika_himiya_fizika/elektromagnitnaya_induktsiya

7. https://zaochnik.ru/blog/chto-takoe-transformator-ustrojstvo-princip-raboty/

8. http://msk.edu.ua/ivk/Fizika/Presentation/Elektromagnitnaja-induktsija-v-sovremennoj-tekhnike.pdf

Приложение

Приложение 1. Опыт Эрстеда

Приложение 2. Опыт А. Ампера

Приложение 3. Схема «электромагнитных вращений» (по рисунку Фарадея)

Приложение 4. Первая серия опытов М. Фарадея

Приложение 5. Вторая серия опытов М.Фарадея

Приложение 6. Правило Ленца (правило правой руки)

Приложение 7. Первый радиоприёмник Попова

Приложение 8. Прибор для магнитотерапии

Приложение 9. Индукционный расходометр

Приложение 10. Индукционный генератор

Приложение 11.Схема трансформатора

Приложение 12. Металлоискатель

Приложение 13. Ручной металлодетектор

Приложение 14. Арочный металлодетектор

Приложение 15. Металлодетектор для строительства

1^https://fizi4ka.ru/ogje-2018-po-fizike/opyt-jersteda-magnitnoe-pole-toka-vzaimodejstvie-magnitov-dejstvie-magnitnogo-polja-na-provodnik-s-tokom.html

2^https://interneturok.ru/lesson/physics/9-klass/elektromagnitnye-yavleniya/napravlenie-toka-i-napravlenie-liniy-ego-magnitnogo-polya-2

3^https://tech.wikireading.ru/15669

4^http://www.myshared.ru/slide/1281153

5^ Б. Б. Буховцев, Г. Я. Мякишев, В.М. Чаругин, Физика. 11 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый и профильный уровни – М.: Просвещение ,2010. – 34 с.

6^https://odinelectric.ru/knowledgebase/chto-takoe-eds-induktsii-i-kogda-voznikaet#i-2

7^https://zaochnik.ru/blog/zakon-elektromagnitnoj-indukcii-faradeya-dlya-nachinayushhix/

8^https://www.sites.google.com/site/zakonelektromagnitnojindukcii/home/radiovesanie

9^http://ain-2.narod.ru/Txt/Mg.html

10^https://infopedia.su/18x6321.html

11^https://studwood.ru/1901057/matematika_himiya_fizika/elektromagnitnaya_induktsiya

12^https://zaochnik.ru/blog/chto-takoe-transformator-ustrojstvo-princip-raboty/

13^http://msk.edu.ua/ivk/Fizika/Presentation/Elektromagnitnaja-induktsija-v-sovremennoj-tekhnike.pdf