RU2500038C9 - Educational device for studying laws of electromagnetic induction - Google Patents

Educational device for studying laws of electromagnetic induction Download PDF

Info

Publication number
RU2500038C9
RU2500038C9 RU2012143388/12A RU2012143388A RU2500038C9 RU 2500038 C9 RU2500038 C9 RU 2500038C9 RU 2012143388/12 A RU2012143388/12 A RU 2012143388/12A RU 2012143388 A RU2012143388 A RU 2012143388A RU 2500038 C9 RU2500038 C9 RU 2500038C9
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coil
magnet
electromagnetic induction
laws
studying
Prior art date
Application number
RU2012143388/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2500038C1 (en
Inventor
Олег Александрович Поваляев
Альберт Юрьевич Цуцких
Original Assignee
Олег Александрович Поваляев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=49710605&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2500038(C9) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Олег Александрович Поваляев filed Critical Олег Александрович Поваляев
Priority to RU2012143388/12A priority Critical patent/RU2500038C9/en
Publication of RU2500038C1 publication Critical patent/RU2500038C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2500038C9 publication Critical patent/RU2500038C9/en

Links

Images

Landscapes

  • Instructional Devices (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: educational device has a support, an unlabelled magnet, a compass, a magnet support, a voltmeter, an ammeter, a milliameter and an educational power supply VU-4. Ends of connecting leads are provided with plugs. The sliding block is in form of a rod made of nonmagnetic material. A set of magnets is mounted at one end of the rod and a limiting washer is placed at the other end. A guide for the sliding block is in form of a magnetically conducting polyethylene transparent tube with arresters. A pendulum is in form of a bobbin. The winding wire is provided with a label for the direction of winding. The ends of the winding wire are connected to extension leads whose free ends are provided with plugs. The extension leads pass inside a tubular rod made of nonmagnetic material, one end of which is connected to a coil and the free end is provided with a suspension hole.
EFFECT: improved device.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к учебным приборам при проведении фронтальных лабораторных работ по разделу магнетизма и проверке экспериментальных умений учащихся по курсу общей физики для общеобразовательных школ и учебных заведений, а именно к средствам проверки экспериментальных умений по разделу магнетизм.The invention relates to educational devices when conducting frontal laboratory work in the field of magnetism and testing of experimental skills of students at the general physics course for secondary schools and educational institutions, and in particular to means for testing experimental skills in the field of magnetism.

Известно техническое решение по патенту РФ на полезную модель №8146, кл. G09B 23/18, 1997 г., которое состоит из неподвижных имитаторов магнитов и исследуемого объекта и в котором, используя правило левой руки, располагаемой в соответствии с рекомендациями в патенте, определяют направление индукционного тока в исследуемом объекте. Данный прибор очень ограничен в проведении опытов, т.е. фактически позволяет провести только один эксперимент.A technical solution according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 8146, class. G09B 23/18, 1997, which consists of stationary simulators of magnets and the object under study and in which, using the rule of the left hand, located in accordance with the recommendations in the patent, determine the direction of the induction current in the object under study. This device is very limited in conducting experiments, i.e. in fact, allows only one experiment.

Известно техническое решение по патенту РФ №2058049, кл. G09B 23/18, 1992 г. «Прибор для демонстрации электромагнитной индукции». Прибор содержит вращающуюся обмотку с сердечником в магнитном поле, постоянном или переменном. Данный прибор позволяет демонстрировать только возникновение индукции в контуре, установить взаимосвязь между частотой вращения обмотки и частотой индукции и связать величину и направление ЭДС со скоростью изменения магнитного потока через контур.Known technical solution according to the patent of the Russian Federation No. 2058049, class. G09B 23/18, 1992 "A device for demonstrating electromagnetic induction." The device contains a rotating winding with a core in a magnetic field, constant or variable. This device allows you to demonstrate only the occurrence of induction in the circuit, to establish the relationship between the frequency of rotation of the winding and the frequency of induction and to relate the magnitude and direction of the EMF with the rate of change of the magnetic flux through the circuit.

Наиболее близким техническим решением является «Учебный прибор-маятник для демонстрации законов электромагнитной индукции» по заявке РФ №94025621, кл. G09B 23/18, опубликованной 10.05.1996 г. Данное техническое решение содержит электромагнит, между полюсами которого перемещается маятник, т.е. совершает колебательное движение, при этом возникает торможение маятника за счет взаимодействия магнитных вихревых токов и магнитного поля магнита. Число колебаний маятника в данном техническом решении можно менять с помощью установки дополнительных пластин по обе стороны маятника между полюсами магнита.The closest technical solution is the "Training device-pendulum to demonstrate the laws of electromagnetic induction" according to the application of the Russian Federation No. 94025621, class. G09B 23/18, published on 05/10/1996. This technical solution contains an electromagnet, between the poles of which a pendulum moves, i.e. performs an oscillatory motion, while there is a braking of the pendulum due to the interaction of magnetic eddy currents and the magnetic field of the magnet. The number of oscillations of the pendulum in this technical solution can be changed by installing additional plates on both sides of the pendulum between the poles of the magnet.

Однако данное техническое решение не позволяет демонстрировать комплекс опытов по электромагнитной индукции.However, this technical solution does not allow to demonstrate a set of experiments on electromagnetic induction.

Задачей настоящего изобретения является создание универсального учебного прибора, позволяющего расширить количество демонстрируемых экспериментов для исследования постоянных магнитов, магнитного действия электрического тока и явления электромагнитной индукции, а также изучения взаимодействия катушки с током и постоянным магнитом.The objective of the present invention is to provide a universal educational device that allows you to expand the number of experiments to demonstrate the study of permanent magnets, the magnetic action of electric current and the phenomenon of electromagnetic induction, as well as studying the interaction of the coil with current and a permanent magnet.

Технический результат, который может быть достигнут при использовании изобретения, - это обеспечение чистоты проведения опытов, повышение наглядности проведения опытов, а следовательно, повышение качества обучения учащихся.The technical result that can be achieved by using the invention is to ensure the purity of the experiments, increase the visibility of the experiments, and therefore, improve the quality of student learning.

Для решения поставленной задачи предлагается учебный прибор для изучения законов электромагнитной индукции, включающий маятник и магнит, прибор характеризуется тем, что он дополнительно снабжен штативом, немаркированным магнитом, компасом, подставкой для магнитов, вольтметром, амперметром, миллиамперметром, источником питания учебным ВУ-4, соединительными проводами, концы которых снабжены штекерами, ключом, ползуном, выполненным в виде стержня, изготовленного из немагнитного материала, на одном конце которого закреплен набор магнитов, а на другом ограничительная шайба, и направляющей для ползуна, выполненной в виде магнитопроводящей полиэтиленовой прозрачной трубки с ограничителями, причем маятник выполнен в виде катушки-мотка, а намоточный провод снабжен маркером направления намотки, концы намоточного провода соединены с удлиняющими проводами, свободные концы которых снабжены штекерами, а сами удлиняющие провода проходят внутри трубчатого стержня, при этом свободные концы удлиняющих проводов со штекерами выходят из стержня, выполненного из немагнитного материала, один конец которого соединен с катушкой, а свободный конец снабжен подвесным отверстием. Подставка для магнита выполнена в виде [-образной скобы, на верхней горизонтальной полке которой закреплен магнит. Продольная ось подвесного отверстия стержня перпендикулярна продольной оси катушки-мотка.To solve this problem, a training device is proposed for studying the laws of electromagnetic induction, including a pendulum and a magnet, the device is characterized by the fact that it is additionally equipped with a tripod, an unlabeled magnet, a compass, a stand for magnets, a voltmeter, ammeter, milliammeter, and a training source VU-4, connecting wires, the ends of which are equipped with plugs, a key, a slider made in the form of a rod made of non-magnetic material, at one end of which a set of magnets is fixed and on the other a restrictive washer and a guide for the slider made in the form of a magnetically conductive transparent polyethylene tube with stops, the pendulum made in the form of a coil-reel, and the winding wire is equipped with a winding direction marker, the ends of the winding wire are connected to extension wires, the free ends of which equipped with plugs, and the extension wires themselves pass inside the tubular rod, while the free ends of the extension wires with plugs exit from the rod made of non-magnetic material and one end of which is connected to the coil, and the free end is provided with an outboard opening. The support for the magnet is made in the form of an [-shaped bracket, on the upper horizontal shelf of which a magnet is fixed. The longitudinal axis of the suspension hole of the rod is perpendicular to the longitudinal axis of the coil-coil.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлен учебный прибор для изучения законов электромагнитной индукции, на фиг. 2 - исследование зависимости величины индукционного тока, на фиг. 3 изображена катушка-моток.In FIG. 1 presents a training device for studying the laws of electromagnetic induction, in FIG. 2 is a study of the dependence of the magnitude of the induction current, in FIG. 3 shows a coil-hank.

Учебный прибор для изучения законов электромагнитной индукции включает школьный штатив 1, состоящий из основания 2, стержня 3, муфты 4, держателя 5 с клипсой 6, маятник 7, источник питания 8 учебный ВУ-4, амперметр 9, ключ 10. Маятник 7 выполнен в виде катушки-мотка 11, а намоточный провод 12 снабжен маркером 13 направления намотки. Концы намоточного провода соединены с удлиняющими проводами 14, пропущенными внутри трубчатого стержня 15, свободные концы удлиняющих проводов 14, выходящие из стержня 15 в зоне его свободного конца, снабжены штекерами 16. Трубчатый стержень 15 выполнен из немагнитного материала, один его конец соединен с катушкой-мотком 11, а свободный конец стержня снабжен подвесным отверстием 17, продольная ось которого перпендикулярна продольной оси катушки-мотка 11. Устройство снабжено ползуном, выполненным в виде стержня 18, изготовленного из немагнитного материала, на одном конце которого закреплен набор магнитов 19, а на другом ограничительная шайба 20, и направляющей 21 для ползуна, выполненной в виде магнитопроводящей прозрачной трубки с ограничителем 22 для ползуна.A training device for studying the laws of electromagnetic induction includes a school tripod 1, consisting of a base 2, a rod 3, a clutch 4, a holder 5 with a clip 6, a pendulum 7, a power source 8 training VU-4, ammeter 9, key 10. The pendulum 7 is made in the form of a coil-coil 11, and the winding wire 12 is equipped with a marker 13 of the direction of winding. The ends of the winding wire are connected to the extension wires 14, passed inside the tubular rod 15, the free ends of the extension wires 14, leaving the rod 15 in the area of its free end, are equipped with plugs 16. The tubular rod 15 is made of non-magnetic material, one end of which is connected to the coil a coil 11, and the free end of the rod is provided with a suspension hole 17, the longitudinal axis of which is perpendicular to the longitudinal axis of the coil-coil 11. The device is equipped with a slider made in the form of a rod 18 made of non-magnetic m material, on one end of which a set of magnets 19 is fixed, and on the other a restrictive washer 20, and a guide 21 for the slide, made in the form of a magnetically conductive transparent tube with a stop 22 for the slide.

Учебный прибор работает следующим образом. Маятник 7 подвешивается на штативе 1 за подвесное отверстие 17 на конце стержня 15, а к катушке-мотку 11 подводится магнит 23, закрепленный на верхней горизонтальной полке подставке 24 для магнитов, которая выполнена в виде Q-образной скобы. Посредством соединительных проводов 25 собирается электросхема как показано на фиг. 1, при замыкания ключа 10 в катушке-мотке 11 проходит ток, который создает магнитное поле. Посредством компаса 26 определяем направление тока в проводах 25, а соответственно и в намоточном проводе 12 катушки-мотка 11. Наблюдаем за взаимодействием катушки-мотка 11 и магнита 23, а при изменении полярности, т.е. направления тока, изменяется направление магнитных линий катушки-мотка с током, а следовательно, изменяется и характер взаимодействие магнита и катушки-мотка. Таким способом можно определять направление вектора индукции электромагнитного поля, полярность немаркированного магнита. В одном случае катушка-моток притягивается к северному полюсу магнита, а в другом - она отталкивается от него, следовательно, можно сделать вывод, что направление магнитных линий катушки с током зависит от направления тока в катушке.The training device operates as follows. The pendulum 7 is suspended on a tripod 1 by a suspension hole 17 at the end of the rod 15, and a magnet 23 is supplied to the coil-coil 11, mounted on the upper horizontal shelf of the magnet support 24, which is made in the form of a Q-shaped bracket. By connecting wires 25, an electrical circuit is assembled as shown in FIG. 1, when the key 10 is closed, a current flows through the coil-coil 11, which creates a magnetic field. Using the compass 26, we determine the direction of the current in the wires 25, and, respectively, in the winding wire 12 of the coil-coil 11. We observe the interaction of the coil-coil 11 and magnet 23, and when the polarity changes, i.e. direction of the current, the direction of the magnetic lines of the coil-coil with the current changes, and therefore, the nature of the interaction of the magnet and coil-coil changes. In this way, it is possible to determine the direction of the induction vector of the electromagnetic field, the polarity of the unmarked magnet. In one case, the coil-coil is attracted to the north pole of the magnet, and in the other, it is repelled from it, therefore, we can conclude that the direction of the magnetic lines of the coil with current depends on the direction of the current in the coil.

При исследовании изменения величины индукционного тока используют учебный прибор, выполненный по варианту, представленному на фиг. 2, где направляющая 21 ползуна закреплена в клипсе 6 держателя 5 на штативе 1, а катушка-моток 11 одета на направляющую 21 и закреплена ограничителем 27. Ограничитель 22 может быть выполнен, например, в виде спицы, пронизывающей направляющую 21, в нижней ее части и удерживает ползун на излете от выпадения из направляющей 21. При проведении данного опыта используют миллиамперметр 28 и определяют, как влияют на величину индукционного тока такие критерии: скорость движения магнитов в катушке-мотке, например, путем изменения наклона направляющей для ползуна, использование магнитов различной силы (двух или более) либо различное соединение магнитов - одноименными или разноименными полюсами.In the study of changes in the magnitude of the induction current, a training device made in accordance with the embodiment shown in FIG. 2, where the slide guide 21 is fixed in the clip 6 of the holder 5 to the tripod 1, and the coil-coil 11 is mounted on the guide 21 and fixed by the stopper 27. The stopper 22 can be made, for example, in the form of a needle penetrating the guide 21 in its lower part and holds the slider on the ejection from falling out of the guide 21. During this experiment, use a milliammeter 28 and determine how the following criteria affect the magnitude of the induction current: the speed of the magnets in the coil-coil, for example, by changing the slope of the guide for crawling on the use of magnets of different strengths (two or more) different compound or magnets - or unlike poles of the same name.

Данный учебный прибор позволяет выявить зависимость направления тока в катушке-мотке от координации движения полюсов магнита, скорости движения магнита в катушке-мотке, прибор позволяет установить, как скорость движения магнита влияет на величину индукционного тока, которая меняется и при использовании магнитов разной силы.This training device allows you to identify the dependence of the current direction in the coil-coil on the coordination of the movement of the poles of the magnet, the speed of the magnet in the coil-coil, the device allows you to establish how the speed of the magnet affects the magnitude of the induction current, which changes when using magnets of different strengths.

Данный учебный прибор позволяет наблюдать все явления электромагнитной индукции и опыт Эрстеда. Данный прибор изготовлен и нашел широкое применение при школьном обучении.This training device allows you to observe all the phenomena of electromagnetic induction and the experience of Oersted. This device is manufactured and found wide application in school education.

Claims (3)

1. Учебный прибор для изучения законов электромагнитной индукции, включающий маятник и магнит, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен штативом, немаркированным магнитом, компасом, подставкой для магнитов, вольтметром, амперметром, миллиамперметром, источником питания учебным ВУ-4, соединительными проводами, концы которых снабжены штекерами, ключом, ползуном, выполненным в виде стержня, изготовленного из немагнитного материала, на одном конце которого закреплен набор магнитов, а на другом ограничительная шайба, и направляющей для ползуна, выполненной в виде магнитопроводящей полиэтиленовой прозрачной трубки с ограничителями, причем маятник выполнен в виде катушки-мотка, а намоточный провод снабжен маркером направления намотки, концы намоточного провода соединены с удлинительными проводами, свободные концы которых снабжены штекерами, а сами удлинительные провода проходят внутри трубчатого стержня, выполненного из немагнитного материала, один конец которого соединен с катушкой, а свободный конец снабжен подвесным отверстием.1. A training device for studying the laws of electromagnetic induction, including a pendulum and a magnet, characterized in that it is additionally equipped with a tripod, an unlabeled magnet, a compass, a stand for magnets, a voltmeter, ammeter, milliammeter, a training source VU-4, connecting wires, ends which are equipped with plugs, a key, a slider made in the form of a rod made of non-magnetic material, at one end of which a set of magnets is fixed, and on the other a restrictive washer, and a guide for a slider made in the form of a magnetically conductive transparent polyethylene tube with limiters, the pendulum made in the form of a coil-reel, and the winding wire equipped with a directional marker of the winding, the ends of the winding wire connected to extension wires, the free ends of which are provided with plugs, and the extension wires themselves extend inside the tubular a rod made of non-magnetic material, one end of which is connected to the coil, and the free end is provided with a hanging hole. 2. Учебный прибор для изучения законов электромагнитной индукции по п. 1, отличающийся тем, что подставка для магнитов выполнена в виде [-образной скобы, на верхней горизонтальной полке которой закреплен магнит.2. A training device for studying the laws of electromagnetic induction according to claim 1, characterized in that the stand for the magnets is made in the form of an [-shaped bracket, on the upper horizontal shelf of which a magnet is fixed. 3. Учебный прибор для изучения законов электромагнитной индукции по п. 1, отличающийся тем, что продольная ось подвесного отверстия стержня перпендикулярна продольной оси катушки-мотка. 3. A training device for studying the laws of electromagnetic induction according to claim 1, characterized in that the longitudinal axis of the suspension hole of the rod is perpendicular to the longitudinal axis of the coil-coil.
RU2012143388/12A 2012-10-11 2012-10-11 Educational device for studying laws of electromagnetic induction RU2500038C9 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012143388/12A RU2500038C9 (en) 2012-10-11 2012-10-11 Educational device for studying laws of electromagnetic induction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012143388/12A RU2500038C9 (en) 2012-10-11 2012-10-11 Educational device for studying laws of electromagnetic induction

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2500038C1 RU2500038C1 (en) 2013-11-27
RU2500038C9 true RU2500038C9 (en) 2016-12-27

Family

ID=49710605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012143388/12A RU2500038C9 (en) 2012-10-11 2012-10-11 Educational device for studying laws of electromagnetic induction

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2500038C9 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU198422U1 (en) * 2020-05-15 2020-07-07 Джамиль Джониевич Бабаев Device for demonstrating the rule of the left hand

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94025621A (en) * 1994-07-07 1996-05-10 В.И. Свиридов Training aid-pendulum to demonstrate laws of electromagnetic induction
RU2321895C1 (en) * 2006-10-30 2008-04-10 Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского Assembly for studying nonuniform magnetic field
CN201707818U (en) * 2010-05-14 2011-01-12 安徽省歙县中学 Device for quantified exploration of Faraday's law of electromagnetic induction
JP3168667U (en) * 2011-04-11 2011-06-23 国立大学法人埼玉大学 Wave power generation experiment equipment
CN102376189A (en) * 2010-08-26 2012-03-14 普教仪器股份有限公司 Device for demonstrating electromagnetic induction phenomena with light emitting diodes

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94025621A (en) * 1994-07-07 1996-05-10 В.И. Свиридов Training aid-pendulum to demonstrate laws of electromagnetic induction
RU2321895C1 (en) * 2006-10-30 2008-04-10 Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского Assembly for studying nonuniform magnetic field
CN201707818U (en) * 2010-05-14 2011-01-12 安徽省歙县中学 Device for quantified exploration of Faraday's law of electromagnetic induction
CN102376189A (en) * 2010-08-26 2012-03-14 普教仪器股份有限公司 Device for demonstrating electromagnetic induction phenomena with light emitting diodes
JP3168667U (en) * 2011-04-11 2011-06-23 国立大学法人埼玉大学 Wave power generation experiment equipment

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU198422U1 (en) * 2020-05-15 2020-07-07 Джамиль Джониевич Бабаев Device for demonstrating the rule of the left hand

Also Published As

Publication number Publication date
RU2500038C1 (en) 2013-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20120108874A (en) Studying device by the electromagnetic induction theory
RU2500038C9 (en) Educational device for studying laws of electromagnetic induction
CN106023746A (en) Visual demonstration instrument for Lenz's law
CN206541513U (en) Left hand rule and electromagnetic induction demonstration device
RU2321895C1 (en) Assembly for studying nonuniform magnetic field
CN204066545U (en) A kind of qualitative experimental provision probing into the law of electromagnetic induction
CN203465879U (en) Demonstration teaching aid for electromagnetic induction experiment
CN211124638U (en) Magnetic attraction type electromagnetic induction demonstration instrument
Behroozi Electromagnetic induction and Lenz’s law revisited
McKenzie Magnetism and electricity
Wong et al. A datalogger demonstration of electromagnetic induction with a falling, oscillating and swinging magnet
CN203616927U (en) Current magnetic effect demonstration teaching aid
CN110992790A (en) Magnetic attraction type electromagnetic induction demonstration instrument
CN110782758A (en) Magnetic suspension analytic experiment system and method
CN103810925A (en) Electronic magnetic moment tester
Donoso et al. The naked toy model of a jumping ring
CN201725471U (en) Inquiry Lorentz force demonstration device
RU2543425C1 (en) Universal tool attachment for electromagnetism demonstration
CN202473043U (en) Electromagnetic swing
Browne et al. Simple experiments to help students understand magnetic phenomena
CN207097312U (en) A kind of ampere force presentation experiment instrument
Mayer et al. Experimental confirmation of Lenz’s law
CN1790443A (en) Magnetic field repulsive force and distance relation demonstration instrument and demonstration method
RU2499293C9 (en) Device for set of equipment for "electromagnetic phenomena" physics course
Irons The dipolar express: An electromagnetically driven train

Legal Events

Date Code Title Description
TH4A Reissue of patent specification