Турактуу токтун магнит талаасы

Практикалык сабак №1

Сабактын темасы: Турактуу токтун магнит талаасы

Сабактагы өтүлүүчү материалдар жана тапшырмалар:

• Эрстед тажрыйбасынын жардамы менен магнит талаасын аныктоо;

• Токтун багыты менен магнит талаасынын күч сызыктарынын өз ара байланышын аныктоо;

• Маселе иштөө;

Сабактын критерийлери:

• Эрстед тажрыйбасын билсе;

• Токтун багыты менен магнит талаасынын күч сызыктарынын өз ара байланышын аныктай алса;

• Маселе иштөө;

• Өзүн-өзү контролдоо сезимине ээ болуп сын көз карашын өнүктүрүүгө, терең жана кеңири ой жүгүртүүгө тарбияланышса;

• Сабакка активдүү катышса;

Кайталоо үчүн жана жаңы темага өбөлгө түзүүчү суроолор:

• Электр тогу деп эмнени айтабыз?

• Электр талаасы деп эмнени айтабыз?

• Магнит деп эмнени айтабыз?

Жаңы теманы түшүндүрүү:

Ток өтүп жаткан ар бир өткөргүч өзүнүн айланасында электр талаасынан айырмаланган талааны пайда кылат. Бул талаа ток өтүп жаткан башка өткөргүчкө таасир этет.

Бири-биринен белгилүү аралыкта жайнашып, электр тогу өтүп жаткан өткөргүчтөрдүн өз ара аракеттенүүлөрүн пайда кылуучу материянын өзгөчө түрү магнит талаасы деп аталат. Магнит талаасы кыймылдагы электр заряддары же өзгөрмө электр талаасы аркылуу пайда болорлугу жана кыймылдагы заряддарга гана таасир этери изилдөөлөр аркылуу аныктагыла. Бул болсо, тажрыйба жүзүндө мейкиндикте магнит талаасынын пайда болушу үчүн кыймылдагы заряддардын жардамы, же болбосо бул мейкиндикке тогу бар өткөргүчтү жайгаштыруу гана жетиштүү экендигин билдирет.

1820-жылы Даниялык физик Ганс Эрстед (1777-1851) биринчи болуп тогу бар өткөргүчтүн айланасында магнит талаасынын пайда болорун аныктагыла. Бул ачылыш физиканын жаңы тармагы болгон электромагнетизимдин пайда болушуна алып келген. Эрстеддин тажрыйбасында ток өткөрүүчү зым учтуу нерсенин учуна орнотулган магнит жебесинин үстүндө тартылат. Ток жиберилгенде жебе айланып зымга перпендиулярдуу абалга келет. Токтун багытынын өзгөрүшү жебени карама-каршы жагына бурат. Эрстеддин бул тажрыйбасынан магнит талаасы багытка ээ экендигин, демек вектордук чоңдук менен мүндөздөлө тургандыгы келип чыгат.

Эгер мейкиндикте тогу бар эки өткөргүч болсо, анда алардын айланасында пайда болгон магнит талаалары бир-бирине кошулуп мейкиндиктеги чөйрөгө жыйынтыктоочу магнит талаасын пайда кылат. Бул талаа кошулган магнит талааларынын ар биринен күчтүү да, күчсүз да болушу мүмкүн. Муну текшериш үчүн төмөнкү тажрыйбаны жүргүзөбүз.

Бирдей эки катушканы бириктирип, ар бирине бирдей багыттагы ток жиберебиз (1-сүрөт). Андан алыс эмес аралыкка ошол эле багытта тогу бар үчүнчү катушканы жайгаштырабыз. Тогу бар эки катушка пайда кылган магнит талаасы күчтүү болуп, үчүнчү катушканы өзүнө тартат. Ал эми бириктирилген эки катушканын ар бирине карама-каршы багыттагы ток жиберсек, магнит талаалары күчсүз болуп, үчүнчү катушкага байкаларлык деңгээлде таасир эте албайт (2-сүрөт). Демек, бир багыттагы токтордун магнит талаалары бири-бирин күчөтөт ал эми, карама-каршы багыттагы токтордуку бири-бирин начарлатат деген жыйынтыкка келебиз.

Токтун багыты менен ал түзгөн магнит талаасынын күч сызыктарынын багыттарынын өз ара байланышын аныктоо үчүн зымдын оромунан турган катушкага ток жиберебиз. Катушканы айланта магнит жебелерин жайланыштырабыз. Ток пайда кылган магнит талаасынын ар түрдүү чекитинде жебелердин (стрелкалардын) түрдүүчө багытталаарын байкайбыз (3-сүрөт). Катушкадагы токтун багытын өзгөртсөк, анда жебелер да өздөрүнүн багытын өзгөртөт. Алардын ар бири 180⁰ ка бурулат, б.а. өздөрүнүн багытын карама-каршы багытка өзгөртөт (4-сүрөт). Магнит талаасынын жебелерге мындай таасири кылышы, анын багыттуулугун көргөзө турганы 1-параграфта айтылган.

Өткөргүчтөгү токтун багытын өзгөрткөндөгү магнит талаасынын багытынын карама-каршы багытка өзгөрүшү токтун багыты менен ал түзгөн магнит талаасынын күч сызыктарынын багыттары өз ара байланыштаэкендигин көрсөтөт. Бул байланышты ачык байкаш үчүн дагы бир тажрыйбаны карап көрөлү.

Картондун ортосун тешип, өткөргүчтү ага перпендикулярдуу абалда жайланыштырабыз. Картондун бетине темир тарындыларын жукараак себелеп коебуз. Өткөргүч аркылуу ток жибергенден кийин картонду акырын кыймылдатып койсок темирдин таарындылары өткөргүчтүн айланасында борбордош айланалар боюнча жайланышканын байкайбыз. Аны схема түрүндө 5-сүрөттөн көрүүгө болот. Магнит жебесиндеги С тамгасы түндүк уюлду, ал эми Ю тамгасы түштүк уюлду көрсөтөт. Магнит талаасында темирдин тарындыларынын ар бири кичине магнит жебеси сыяктуу болуп жайгашат. Темир таарындыларынын ар бири узуну боюнча ошол жердеги магнит талаасынын багыты менен дал келишкендей болуп багытталат. Демек мындан, магнит жебелеринин милдетин аткаруучу тарындылардын тогу бар өткөргүчтүн айланасына жайланышы боюнча бир чекиттен экинчи чекитке өткөндө магнит талаасында аракет кылуучу күчтүн багыты кандай өзгөрө тургандыгын байкоого болот.

Магнит талаасындагы каалаган чекитке жайгашкан кичине магнит жебелери боюнча багытталган сызыктар магниттик күч сызыктар деп аталат.

Магниттик күч сызыктардын башталышы да, акыркы учу да болбойт – алар дайыма туюк болот. Токтун багытын өзгөртсөк өткөргүчтүн сыртындагы талаанын жалпы көрүнүшү өзгөрбөйт, бирок магнит жебелери 180⁰ ка айланат (5-сүрөт, б). Бул тажрыйба өткөргүчтөгү токтун багыты өзгөргөндө талаанын ар бир чекитинде таасир этүүчү магниттик күчтөрдүн багыты да өзгөрөрүн көргөзөт.

Магниттик күч сызыктардын багыты ошол күч сызыктарда жайгашкан магнит жебесинин түндүк уюлу көрсөткөн багытка дал келет. Мейкиндиктин ар бир чекити аркылуу бир гана магниттик күч сызык өтөт. Демек, бул сызыктар бири-бири менен эч качан кесилишпейт. Электр тогунун магниттик касиети белгилүү боло элек кезде, электр заряддары сыяктуу эле жаратылышта эки ар түрдүү магнит заряддары да болот деп болжошкон. Бирок туюк эмес магниттик күч сызыктардын болбостугу жаратылышта магниттик заряддардын болбостугун далилдейт. Чындыгында, эгер магнит талаасы магниттик заряддар аркылуу пайда боло турган болсо, анда анын күч сызыктары туюк болбойт эле, бул заряддардын биринде башталышы жана экинчисинде аягы болмок. Ал эми электр заряддары пайда кылган электр талаасынын күч сызыктарынын башталышы да, аягы да болот.

Күч сызыктары дайыма туюк болгон талаа куюндуу талаа деп аталат. Магнит талаасы электр-статикалык же гравитациялык талаалардан айырмаланып, куюндуу талаа талаа болуп эсептелет.

Токтун магнит талаасынын күч сызыктары өткөргүчтү курчаган туюк ийри сызыктар болушарын көрдүк. Айрым алганда, түз токтун магниттик күч сызыктары 5-сүрөттө темир тарындылардын жайланышы көрсөткөндөй, борбору ток өтүп жаткан өткөргүчтө болгон борбордош айланалар болушат.

Бышыктоо: Маселе иштөө

Токтун жумушу жана кубаттуулугу

№793 (806). Чөнтөк фонарынын лампочкасынын цоколунда: 3,5 В, 0,28 А деп жазылып турат. Ушул лампочканын иштөө режиминдеги каршылыгын жана пайдалануучу кубаттуулугун тапкыла. Тармактык лампочканын баллонунда 220 В, 60 Вт деп жазылып турат. Иштөө режиминдеги ток күчүн жана каршылыгын тапкыла.

1)

2)

Жыйынтыктоо:

1. Магнит талаасы деп эмнени айтабыз?

2. Эрстеддин тажырыйбалары эмнени аныктайт?

3. Магнит талаасынын багыттуулугун кантип аныктоого болот?

4. Токтун багыты менен ал түзгөн магнит талаасынын күч сызыктарынын

багыттары өз ара байланышта экендигин кантип аныктайбыз?

5. Магниттик күч сызыктар деп эмнени айтабыз?

6. Жаратылышта магниттик заряддын болбостугун эмне менен далилденет?

7. Кандай талаа куюндуу деп аталат?

Үйгө тапшырма берүү:

1. Эрстед тажрыйбасын түшүндүрүп берүү

2. Токтун багыты менен магнит талаасынын күч сызыктарынын өз ара байланышын аныктап келүү

Баалоо: Студенттер баалоо критерийлеринин негизинед бааланат