300 vòng của khung dây với điện Hình 2.8 Chuyển động đều của khung dây trên bản từ
2.1.3.3. Các thí nghiệm được tiến hành với thiết bị thí nghiệm TBTN cho phép tiến hành các TN
nghiệm TBTN cho phép tiến hành các TN
sau:
Thí nghiệm 3.1a - TN về dao động của tấm nhôm liền khối trong không khí và trong từ trường.
Thí nghiệm 3.1b -TN về dao động của tấm nhôm liền khối và tấm nhôm xẻ
rãnh trong không khí và trong từ trường.
Thí nghiệm 3.2a -TN về sự quay theo tương đối của đĩa nhôm liền khối và đĩa có gắn các nam châm gốm nằm đối diện nhau.
Thí nghiệm 3.2b -TN về sự quay theo tương đối của đĩa nhôm xẻ rãnh và đĩa có gắn các nam châm gốm nằm đối diện nhau.
Thí nghiệm 3.3a -TN về sự nóng lên của khối thép đặc khi đặt trong từ trường biến đổi theo thời gian.
Thí nghiệm 3.3b - TN về sựnóng lên của khối thépđặcvà khối thépđược ghép từ nhiều lá thép cách điện với nhau khi đặt trong từ trường biến đổi theo thời gian.
Thí nghiệm 3.1a: Khảo sát daođộngcủa tấm nhôm liềnkhối trong không khí và trong từ trường (Hình 2.11).
a) Mục đích thí nghiệm
Khảo sát sự tắt dao động của tấm nhôm liền khối do dòng điện Fu-cô gây ra. b) Tiến trình thí nghiệm
Lắp trục đã lồng hai ổ bi (3) có treo tấm nhôm (1) lên giá (14) sao cho tấm nhôm thẳng đứng. Nâng đồng thời tấm nhôm lên một góc nhỏ ( ) và thả nhẹ cho nó dao động trong không khí. Kết quả quan sát cho thấy: Sau khoảng 3 phút tấm nhôm dừng lại.
Đưa tấm nhôm nằm giữa và song song với hai bản từ. Vẫn nâng tấm nhôm lên cùng một góc nhỏ , rồi thả nhẹ cho nó dao động trong từ trường. Ta sẽ thấy: Tấm nhôm dừng lại sau khoảng 30 giây. Vậy, khi dao động trong từ trường, trên tấm nhôm xuất hiện dòng điện Fu-cô và làm cho nó tắt dao động rất nhanh.
Thí nghiệm 3.1b: Khảo sát daođộng củatấm nhôm liềnkhốivà tấmnhôm xẻ rãnh trong không khí và trong từ trường (Hình 2.11).
a) Mục đích thí nghiệm
Khảo sát sự tắt dao động của tấm nhôm liền khối và tấm nhôm xẻ rãnh do dòng điện Fu-cô gây ra.
b) Tiến trình thí nghiệm
Bố trí TN như TN 3.1a và lắp thêm tấm nhôm có xẻ ránh (2) sao cho các tấm nhôm thẳng đứng và song song với nhau. Tiếp tục, nâng đồng thời hai
thả nhẹ cho chúng từ trường đang quay
dao động trong không khí. Kết quả quan sát cho thấy: Hai tấm nhôm có thời gian duy trì dao động như nhau và sau khoảng 3 phút thì dừng lại.
Đưa hai tấm nhôm nằm giữa và song song voái hai bản từ. Nâng đồng thời hai tấm nhôm lên cùng một góc nhỏ, rồi thả nhẹ cho chúng dao động trong từ trường (Hình 2.16). Ta sẽ thấy: tấm nhôm liền khối dừng lại sau khoảng 30 giây, còn tấm nhôm được xẻ nhiều rãnh dao động lâu hơn, khoảng hơn 2 phút (do điện trở của nó đối với dòng Fu-cô tăng, làm cho cường độ dòng Fu-cô giảm).
Thí nghiệm 3.2a: Khảo sát quay theo tương đối của đĩa nhôm liền khối vàđĩa gắn các nam châm gốm nằm đối diện nhau khi đĩa kia quay.
a) Mục đích thí nghiệm
Khảo sát sự chuyển động kéo theo của đĩa nhôm liền khối và đĩa gắn các nam châm gốm nằm đối diện nhau khi đĩa kia quay do dòng điện Fu-cô gây ra.
b) Tiến trình thí nghiệm
Lắp, điều chỉnh đĩa nhôm liền khối (4) và đĩa nhôm có gắn các nam châm (6) vào các lỗ của giá đỡ (7) sao cho các đĩa nằm song song với nhau và cách nhau khoảng 10mm ( Hình 2.12).
Lồng dây truyền chuyển động vào trục quay của đĩa nhôm có gắn các nam châm và trục quay của động cơ điện.
Khi nối động cơ điện vào nguồn điện một chiều và bật công tắc để động cơ hoạt động, làm cho tấm nhôm có gắn các nam châm quay, ta sẽ thấy: Đĩa nhôm liền khối nằm đối diện sẽ quay nhanh theo, chiều quay của đĩa nhôm liền khối giống như đĩa nhôm gắn các nam châm.
Đổi vị trí hai đĩa cho nhau và lồng dây truyền chuyển động vào trục quay của đĩa nhôm liền khối và trục quay của động cơ điện. Khi cho động cơ điện hoạt động, làm cho đĩa nhôm liền khối quay thì đĩa có gắn các nam châm cũng quay nhanh theo cùng chiều.
Thí nghiệm 3.2b: Khảosát quay theo tương đối của đĩa nhôm xẻ rãnh và đĩa gắn các nam châm gốm nằm đối diện nhau, khi đĩa kia quay (Hình 2.18).
a) Mục đích thí nghiệm
Khảo sát sự chuyển động kéo theo của đĩa nhôm xẻ rãnh và đĩa có gắn các nam châm gốm nằm đối diện nhau, khi đĩa kia quay do dòng điện Fu-cô gây ra.
b) Tiến trình thí nghiệm
Thay đĩa nhôm liền khối (4) ở TN 3.2a bằng đĩa nhôm xẻ rãnh (5) thì khi cho đĩa nhôm có gắn các nam châm quay vẫn với tốc độ cũ, đĩa nhôm xẻ rãnh cũng quay theo cùng chiều, nhưng với tốc độ quay nhỏ hơn nhiều so với tốc độ quay khi thực hiện với đĩa nhôm liền khối.
Đổi ví trí của hai đĩa trên cho nhau và lồng dây truyền chuyển động vào trục quay của đĩa nhôm xẻ ránh và trục quay của động cơ điện. Khi cho dao động cơ điện hoạt động, làm cho đĩa nhôm xẻ ránh quay thì đĩa có gắn các nam châm cũng quay nhanh theo cùng chiều, những với tốc độ quay nhỏ hơn nhiều so với tốc độ quay khi thực hiện với đĩa nhôm liền khối.
Thí nghiệm 3.3a: Khảo sát sự nóng lên của khối thép đặc khi đặt trong từ trường biến thiên.
Mục đích thí nghiệm
Khảo sát hiệu ứng nhiệt do dòng điện Fu-cô gây ra đối với khối thép đặc khi đặt trong từ trường biến thiên.
b) Tiến trình thí nghiệm
Cho ống dây đồng 2000 vòng (9) vào trong lõi théo chữ U (10) và đặt khối thép chữ I đặc (11) lên trên lõi thép chữ U (Hình 2.19).
Đưa đầu nhiệt kế (13) đã được kẹp trên giá TN tiếp xúc với khối thép đặc. Đọc giá trị nhiệt độ ban đầu trên nhiệt kế.
Sau đó, cắm phích cắm của óng dây vào ổ điện 220V xoay chiều và chờ 5 phút, đọc nhiệt độ trên nhiệt kế. Kết quả TN cho thấy: Nhiệt độ tăng lên khoảng 200C so với nhiệt độ ban đầu.
Thí nghiệm 3.3b: Khảo sát sự nóng lên của khối thép được ghép từ nhiều lá thép cách điện với nhau khi đặt trong từ trường biến thiên.
Mục đích thí nghiệm
Khảo sát hiệu ứng nhiệt do dòng điện Fu-cô gây ra đối với khối thép được ghép từ nhiều lá thép cách điện với nhau khi đặt trong từ trường biến thiên.
Minh họa giải pháp kĩ thuật làm giảm tác dụng có hại của dòng điện Fu-cô.
b) Tiến trình thí nghiệm
Thay khối thép chữ I đặc (11) bằng khối thép chữ I cùng kích thước nhưng gồm nhiều lá thép được ghép cách điện với nhau (12) và đặt khối thép này lên trên lõi thép chữ U sao cho các lá thép vuong góc với các đường sức do dòng điện chạy
qua ống dây đồng gây ra (Hình 2.20). Lại đọc nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ sau 5 phút trên nhiệt kế tiếp xúc với khối thép chữ I. Ta sẽ thấy: Nhiệt độ khối thép tăng lên khoảng 120C.
Còn nếu đặt khối thép chữ I lên trên
lõi thép chữ U sao cho các lá thép song song với các đường sức từ (quay nghiêng khối thép trên một góc 900) do dòng điện chạy qua
ống dây đồng gây ra thì sau 5 phút, nhiệt độ của khối thép chữ I tăng lên không đáng kể. (Hình 2.21).