300 vòng của khung dây với điện Hình 2.8 Chuyển động đều của khung dây trên bản từ
2.1.3. Thiết bị thí nghiệm về dòng Fu-cô
2.1.3.1. Sự cần thiết phải chế tạo thiết bị thí nghiệm
Dòng điện Fu-cô là DĐCƯ được sinh ra ở trong khối vật dẫn khi nó chuyển động trong từ trường hay khi nó được đặt trong từ trường biến đổi theo thời gian. Vì không thể nhận biết sự xuất hiện và tồn tại của dòng điện Fu-cô bằng các
máy đo điện, mà phải nhận biết thông qua các hiệu ứng do nó gây ra: Hiệu ứng lực (làm hãm chuyển động, gây ra chuyển động kéo theo) và hiệu ứng nhiệt (làm nóng vật dẫn).
Để đi tới những kết luận trên và tạo cơ sở cho việc đề cập tiếp theo nguyên tắc cấu tạo, hoạt động của một số TBKT cụ thể, ứng dụng của CƯĐT, các TN về hiệu ứng lực và
Hình 2.10. TBTN về dòng Fu - cô
hiệu ứng nhiệt do dòng điện Fu-cô gây ra và các TN về nhãng giải pháp kĩ thuật chung (xẻ rãnh, khoét lỗ, thay khối kim loại đặc bằng khối được ghép từ nhiều lá kim lọa cách điện đối với nhau) để làm giảm tác dụng có hại của dòng điện Fu-cô cần được tiến hành trong dạy học các kiến thức về dòng điện Fu-cô.
Tuy nhiên, TBTN về lực từ và CƯĐT được cung cấp cho các trường THPT mới chỉ cho phép tiến hành được TN về dao động của tấm kim loại liền khối và tấp kim loại đươc xẻ rãnh trong không khí và trong từ trường.
Vì vậy, việc chế tạo TBTN để tiến hành được những TN cần thiết nêu trên là đòi hỏi cấp thiết. Ngoài TN về dao động của tấm kim loại liền khối và tấm kim loại xẻ rãnh trong không khí và trong từ trường, TBTN mới cần cho phép tiến hành được nhưng thí nghiệm sau:
các TN về chuyển động quay (thường gặp trong các TBKT) của vật dẫn liền khối, vật dẫn được xẻ rãnh trong từ trường đứng yên và TN về chuyển động quay của từ trường gần vật dẫn liền khối và vật dẫn được xẻ rãnh lúc đầu đứng yên.
Các TN về sự nóng lên của khối kim loại đặc và của khối kim loại gồm nhiều lá kim loại có phủ lớp sơn cách điện ghép sát nhau, được đặt vuông góc và được đặt song song với đường sức từ trong từ trường biến thiên theo thời gian.
2.1.3.2. Các bộ phận của thiết bị thí nghiệm
TBTN gồm các bộ phận sau (Hình 2.10):
- Thanh nhôm dài 300mm, có gắn tấm nhôm mỏng, liền khối (1) và thanh nhôm dài 300mm, có gắn tấm nhôm mỏng, được xẻ nhiều rãnh (2). Hai tấm nhôm này có cùng kích thước là 70mm x 50mm x 20mm. Trục lồng hai ổ bi (3) để lắp các thanh nhôm và trục được gắn trên giá TN (14). Hai bản từ gồm nhiều nam châm gốm được ghép sát nhau gắn trên giá đỡ có ổ bi ở TBTN về hiện tượng CƯĐT.
- Đĩa nhôm tròn liền khối (4), đĩa nhôm tròn được xẻ nhiều rãnh dọc theo các bán kính của đĩa (5) và đĩa nhôm tròn có các nam châm gốm được gắn đều đặn trên mặt đĩa (6). Các đĩa có cùng đường kính 120mm, dày 2mm, đều được gắn vào ổ bi. Giá đỡ bằng nhựa (7) có các lỗ để lắp các đĩa nhôm. Động cơ điện nhỏ 9V (8) được gắn chặt trên mặt giá nhựa .
- Ống dây đồng 2000 vòng, hình trụ đường kính trong 40mm, cao 60mm (9), có các đầu ra được nối vào phích cắm điện. Lõi thép chữ U (10) có tiết diện ngang 10mm 10mm, cao 60mm, được ghép từ nhiều lá thép cách điện với nhau (lõi được gắn trên đế nhựa nên có thể dựng thẳng đứng). Khối thép chữ I đặc (11) và khối thép chữ I được ghép từ nhiều lá thép cách điện với nhau (12). Các khối thép đều có kích thước là 10mm x 10mm x 40mm (Hình 2.12). Ngoài ra, để tiến hành các TN với TBTN, nhiệt kế (15), nguồn điện một chiều 12V hiện có ở trường THPT.