Экспериментальный проект «Физический принцип действия металлодетектора»

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 2 г. КЫЗЫЛА

Экспериментальный проект

«Физический принцип действия металлодетектора»

Выполнили работу

учитель физики

Сандара Светлана Савельевна

КЫЗЫЛ 2018 г.

Содержание

1. Паспорт проекта…………………………………………………..

2. Аннотация проекта………………………………………………..

3. План проекта………………………………………………………

4. Теоретическая часть проекта……………………………………..

5. Описание экспериментального проекта «Металлодетектор»…..

6. Заключение…………………………………………………………

7. Список использованной литературы……………………………..

1 Паспорт проекта

2. Аннотация проекта

В данном проекте с помощью металлодетектора мы провели исследования по физическому принципу действия этого прибора. Металлодетектор – это электронный прибор, позволяющий обнаруживать металлические предметы в нейтральной или слабо проводящей среде за счет их проводимости. Для защиты применяются ручные и арочные металлодетекторы, и они представляют собой наиболее эффективные средства защиты. Такие устройства устанавливаются непосредственно на входе на различные объекты и осуществляют тщательный досмотр каждого отдельного человека, который будет через него проходить.

Проблема.

Какой закон физики лежит в основе действия металлодетектора?

Опасно ли каждый день проходить через металлодетектор? 

Цель: 1.Провести опыт по обнаружению металлических предметов с целью выявления физического принципа действия металлодетектора

2. сравнительный анализ сигналов от разных предметов

Задачи: 1.На основе эксперимента сравнивать, выделять главное, обобщать; оформлять результаты; применять физические знания для анализа явлений; устанавливать принцип действия металлодетектора; пользоваться прибором.

2. Изучить теоретические материалы по теме «Электромагнитные явления»

Актуальность темы:Применение современных металлодетекторов осуществляется практически в любых сферах деятельности, начиная от банального поиска всевозможных ценностей и заканчивая обеспечением защиты от несанкционированного проникновения серьезных военных или же секретных объектов. А также на едином государственном экзамене (ЕГЭ), на основном государственном экзамене (ОГЭ) всех выпускников школ осматривают с металлодетектором на наличие посторонних предметов: сотовые телефоны, носители информации ( фото, аудио, «умные часы»). На базе нашей школы на одном экзамене через арочный и ручной металлодетектор проходят около 600 выпускников школ города и республики. В ходе эксперимента через досмотровый металлодетектор «ПАТРУЛЬ» прошли 36 учащихся. У шестнадцати из них были телефоны разных моделей, у троих были золотые цепочки, у девяти учащихся были монетки, у четырех были ключи, у остальных мальчиков были только ремни.

Выводы: Досмотровый металлодетектор «ПАТРУЛЬ» работает в низкочастотном диапазоне и полностью безопасен при проведении досмотра, включая поиск металлических предметов.

3. План проекта

4. Теоретическая часть проекта

Металлодетектор – это электронный прибор, позволяющий обнаруживать металлические предметы в нейтральной или слабо проводящей среде за счет их проводимости. Металлодетектор обнаруживает металл в различных средах: грунте, стенах, под одеждой, в багаже, в пищевых продуктах, в организме человека и животных и т.д.

Действие металлодетектора основано на явлении электромагнитной индукции. Явление электромагнитной индукции была открыта Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года. Электромагнитная индукция – это явление возникновения электродвижущей силы в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через этот контур.

Использование металлоискателя

Рисунок 1.1 – Использование металлоискателя

Какие бывают детекторы и как они используются?

На сегодняшний день существует несколько различных типов металлоискателей, каждый из которых предназначается для активного выполнения различных задач. В частности виды классифицируются по конкретным условиям использования:

1.Военные, использующиеся с целью поиска различных мин или же активных снарядов;

2.Грунтовые, используемые в целях поиска всевозможных кладов и других ценных предметов в земле;

3.Ручные, применяющиеся для персонального досмотра каждого человека, входящего в здание или же выходящего из него. Зачастую применение таких приспособлений является актуальным только в комплексном обеспечении безопасности вместе с арочными приборами;

4.Арочные, которые устанавливаются на всевозможных входах в различные здания или же на проходах к мероприятиям, требующим обеспечения повышенной степени защиты.

2.Как работает СНЧ - металлодетектор?

Принцип действия металлодетектора основан на физическом явлении регистрации вторичного электромагнитного поля, создаваемого любым металлическим предметом, в помещенным в первичное электромагнитное поле.

Внутри поисковой рамки металлодетектора находится намотанный провод, называемый передающей катушкой. Электрический ток, протекая по ней, создает электромагнитное поле. Направление тока меняется несколько тысяч раз в секунду на противоположное. Когда ток протекает в одном направлении, возникает магнитное поле, направленное на исследуемый объект, когда направление тока изменяется, то и магнитное поле будет направлено от объекта. В любом металлическом (и даже электропроводящем) объекте, оказавшемся поблизости, под действием такого изменяющегося магнитного поля возникнут электрические токи. Наведенный ток, в свою очередь, создает собственное магнитное поле. Внутри рамки есть ещё одна – приемная – катушка, расположенная таким образом, чтобы максимально нейтрализовать влияние передающей. А вот поле металлического предмета оказавшегося поблизости, будет наводить в приемной катушке ток, который можно усилить и обработать электроникой.

Вторичное электромагнитное поле различается как по напряженности поля, так и по другим параметрам. Эти параметры зависят от размера предмета, его проводимости (например, у золота и серебра проводимость гораздо лучше, чем у свинца) и, естественно, от расстояния между антенной детектора самим предметом.

Чувствительность некоторых металлодетекторов настраивается. Её, например, уменьшают, если необходимо произвести досмотр только с целью обнаружения крупных металлических предметов. А небольшие предметы – ключи, оправы очков, ручки – сигнализацию детекторы не вызовут. Сигнализация металлодетекторов может быть различной: световой, звуковой ( причем по долготе сигнала можно делать вывод о размере предмета), вибрационной.

Ручной металлодетектор «ПАТРУЛЬ» предназначен для досмотра людей на предмет выявления холодного и огнестрельного оружия, мелких металлических предметов. Удобен, безопасен, эффективен

ХАРАКТЕРИСТИКИ
Схемотехника:

Передатчик/приёмник с автоматической мгновенной перенастройкой. Не требует дополнительных регулировок.

• Рабочая частота: 7,1 кГц

• Габаритные размеры: 424х90х35 мм

• Вес без элемента питания: 360 гр

• Батарея: стандартная 9 В («Крона» или аналог)

• Диапазон рабочих температур: от -15 до +50°C

Устройство металлодетектора

1.Чувствительный элемент.

2.Шкала уровня тревоги.

3.Зеленый - индикатор работы.

Желтый - индикатор заряда батареи.

Красный - индикатор тревоги.

4. Разъем наушников и зарядного устройства.

5. Кнопка оперативного снижения чувствительности.

6. Включатель.

7. Динамик.

8. Аккумуляторный отсек.

9. Износостойкая прорезиненная ручка.

Арочный (рамочный) металлоискатель -- досмотровый металлоискатель, используюемый для контроля больших потоков людей, например, в метро, на вокзалах. Представляют собой рамку, через которую проходит человек.

5. Описание результатов эксперимента

На базе нашей школы на одном экзамене через арочный и ручной металлодетектор проходят около 600 выпускников школ города и республики. В ходе эксперимента через металлодетектор прошли 36 учащихся. У шестнадцати из них были телефоны разных моделей, у троих были золотые цепочки, у девяти учащихся были монетки, у четырех были ключи, у остальных мальчиков были только ремни.

После долгих наблюдений повторных опытов мы пришли к выводу, который показан на таблице:

6.Заключение

Опасно ли каждый день проходить через металлодетектор?

 Многие думают, что металлодетектор может отрицательно влиять на здоровье человека, который вынужден ежедневно проходить контроль на метеллодетекторе. Часто люди ошибаются, связывая работу метталодетектора с рентгеновским излучением. Однако принцип работы устройства таков, что он основан на действии магнитов. Рентгеном же обычно просвечивают исключительно багаж.

Абсолютно запрещено проходить через рамки металлоискателей людям, пользующимися дефибрилляторами и стимуляторами сердца. Это связанно с тем, что электромагнитное поле может нарушить режим работы приборов.

Однако на сегодняшний день остается открытым вопрос, вредны ли металлоискатели для  беременных женщин и конкретно для будущего ребенка. 100% уверенности в безопасности пока, к сожалению, никто дать не может.
Досмотровый металлодетектор «ПАТРУЛЬ» работает в низкочастотном диапазоне и полностью безопасен при проведении досмотра, включая поиск металлических предметов у беременных женщин и лиц, имеющих кардиостимуляторы.

8.Использованная литература

1.Кунаш М.А. Достижения личностных результатов учащимися на уроках физики / М.А. Кунаш. – Волгоград : Учитель. - 255 с.

2. Волков В.А. Универсальный поурочные разработки по физике: 11 класс.

3. Касьянов В.А. Физика.11 кл.: Учебн. для общеобразоват. учеб. заведений. – 2-е изд.,стереотип. – М.: Дрофа, 2002. – 416с.

4.Мякишев Г.Я. Физика: Электродинамика. 10-11 кл.: Учеб. для углубленного изучения физики / Г.Я. Мякишев, А.З. Синяков, Б.А. Слободской. – 4-е изд.,стереотип. – М.: Дрофа, 2002. –480с.

5.Наука и техника. Назначение металлоискателя [Электронный ресурс]; Режим доступа: https://don-news.net/nauka-i-tehnika/3511-naznachenie-metalloiskatelja.html.

6.Принцип работы металлоискателя. [Электронный ресурс]; Режим доступа: http://perstni.com/magazine/metalloiskateli/printsip-raboti-metalloislkatelya.html.

7.Типы металлоискателей. [Электронный ресурс]; Режим доступа: http://habaroved.net/forum/77-148-1.