Разработка урока: Электромагнитное реле

Разработка открытого урока

для 8 Е класса

учителя физики

школы №35

города Самарканда Бердирасулова Низомидина Бахридиновича

на тему: «Электромагнит.

Электромагнитное реле».

Самарканд-2022

Тема: «Электромагнит. Электромагнитное реле».

1. Цель урока: актуализировать знания  об устройстве и принципе действия электромагнитов,  познакомить со способами управления магнитным полем электромагнитов;

2. Задачи урока:

а) образовательные: закрепить  знания о магнитном поле электромагнитов на уровне применения в конкретной и нестандартной ситуациях;
-познакомить учащихся со сферами применения изучаемых устройств на производстве, в системах связи и автоматики;
показать практическую направленность изучаемого материала.     

б)развивающие: развитие навыков самостоятельной работы с дополнительной литературой и лабораторным оборудованием, навыков делового общения развивать исследовательские навыки: наблюдения, умения сопоставлять и сравнивать результаты реального экспериментов, умения делать логические выводы.

в) воспитательные: развивать познавательный интерес к предмету, тренировать умение рационально распределять время при выполнении задач урока.

3. Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

4. Формы работы учащихся: «Деление на части», «Активная лекция», Самостоятельная работа в группах – «Интерактивная презентация».

5. Необходимое техническое оборудование: мультимедийный проектор, интерактивная, лабораторное оборудование, раздаточные материалы.

Ход урока.

1. Организационный момент:

Вы имеете представление о том, что такое электромагнит. Сегодня в процессе активной самостоятельной работы с учебником, дополнительной литературой, с таблицами и лабораторным оборудованием вы познакомитесь на практике их свойствами, действием и разнообразными сферами применения электромагнитов.

В тетрадь запишите тему урока.

А теперь вообразите, что вы не ученики, а сотрудники лаборатории, в которой занимаются исследованиями электромагнитов и вот я старший научный сотрудник, вручаю задания каждой из научных групп, присутствующих здесь. Выполнив свою работу, вы должны составить о ней научный отчет и сделать сообщение на семинаре перед коллегами по данной теме.

В каждой группе- лаборатории выберите старшего, который будет координировать вашу работу. Распределите обязанности, учитывая интересы и способности. У всех в тетради должны быть записи результатов проделанной работы.

На самостоятельную работу и подготовку к выступлению отводится 20 минут, на выступление каждой группы 3-4 минуты. Желаю успеха!

1. Повторение пройденных тем:

«Деление на части»:

1. Какая сила называется силой Лоренца?

2. Напишите формулу силы Лоренца.

3. Как определяется направление силы Лоренца?

Задача 4: Протон, движущийся со скоростью 2 ∙10⁸м/с, влетел перпендикулярно к направлению линий индукции магнитного поля. Какая сила действует на протон со стороны магнитного поля, если индукция магнитного поля 0,4 Tл?

Задача 5: На ион, влетевший в магнитное поле со скоростью 2 ∙10⁶ м/с перпендикулярно линиям индукции магнитного поля с индукцией 0,3 Tл, со стороны поля действует сила 0,48 пН. Каков был заряд иона?

Задача 6: Частица, имеющая скорость 5 ∙10⁷ м/с, с зарядом 6,4∙10^–19 Кл, влетела в магнитное поле перпендикулярно направлению магнитных силовых линий. Какая была индукция магнитного поля, если поле действовало на частицу со силой 8 пН?

1. Изучение нового материала:

Активная лекция:

Электромагнит и его магнитное поле:

Электромагнитная установка создана в 1825 году английским артиллеристом Вильямом Стерженом. Катушка созданного им электромагнита состояла только из одного слоя провода. В 1828 году американский физик ДжозефГенри (1797–1878), обмотав железный стержень множеством слоев изолированного провода, создал электромагнит, имеющий большую силу.

Катушка, изготовленная наматыванием на железный стержень
нескольких слоев изоляционного проводника, называется электромагнитом.

От каких величин зависит сила действия электромагнита, можно определить посредством установки, приведенной на рисунке 160.
При этом ближе к концу электромагнита, подключенного к цепи через динамометр, подвешена железная пластина, называемая якорем. На основании проведенных с помощью этой установки опытов сделаны следующие выводы:

В первом опыте при увеличении силы тока, проходящего через катушку, убедились в увеличении силы притяжения якоря. Значит, сила притяжения электромагнита
прямо пропорциональна силе тока, проходящего по нему: F ~ I
Во втором случае при уменьшении числа витков провода в катушке наблюдается уменьшение силы притяжения якоря к электромагниту. Сила притяжения электромагнита прямо пропорциональна числу витков катушки: F ~ N
При проведении второго опыта число витков катушки и проходящего тока одинаковы, однако электромагнит заменен другим, с длиной проводов в два раза короче. При этом сила притяжения якоря к электромагниту увеличилась в 4 раза. Значит, сила притяжения электромагнита обратно пропорциональна квадрату длины катушки: F ~ 1/ L²

Рис.160

Построение и применение электромагнита

Попробуем построить электромагнит своими руками. Для этого цветнуюпластину проклеим к железному стержню и намотаем на него примерно 100-150 витков тонкой лакированной проволоки. Оставив по 15–20 см, очистим концы от лака. Теперь последовательно соединим три элемента по 1,5 В и соберем схему, как отмечено на рисунке 161.

Рис.161

Перед включением цепи железный стержень приблизим к мелким металлическим предметам (кнопка, скрепка и т.д.) и убедимся в том, что он не притягивает их. Включим цепь. Если теперь приблизить железный стержень к кнопке, то мы увидим, что железный стержень внутри катушки превратился в магнит (рис. 161 б).
В технике электромагниты широко используются, например в транспорте, телеграфе, радио, телевидении, электротехнике и т.д.

К примеру, при погрузке железных кусков широко используются электромагниты большой мощности (рис. 162). Удобство такого подъемного крана в том, что перевозимый груз не грузится ни на одну опору и не закрепляется. Электромагнитный кран приближают к грузу, который должен быть перевезен, и подключают обмотку к току. В этот же момент груз прилипает к
крану, и кран доставляет его в другое место. Как только ток отключается, груз отрывается от крана.

Широко применение электромагнитов в области техники проявляется в
качестве электромагнитного реле.

Рис.162

Устройство и принцип работы реле

На рисунке 163 изображена схема простейшего.Реле– от фр. relay, означает «передача», «смена»

Основная частьреле состоит из электромагнита (1). При включении ключа при проходе тока
через катушки электромагнит намагничивается и притягивает к себе якорь(2). Тем самым якорь подключает контакт (3) с рабочей цепью.К рабочей цепи могут быть подключены различные электропотребители – электродвигатели, электрические лампы и другие электрические приборы. При отключении цепи реле пружина (4) и рабочая цепь отключаются.К рабочей цепи подключен двигатель (5).

Рис.163

Для притягивания якоря (2) реле электромагнита к электромагнитной цепи подключается источник с небольшим напряжением, например с напряжением 1,5–4,5 В. При этом для того чтобы якорь притягивался к электромагниту, достаточно провести через катушку слабый ток. А рабочая цепь подключена к электрической цепи с большим напряжением, например с напряжением 220–5000 В, через него проходит большой ток. Реле позволяет с помощью цепи с маленьким напряжением включать и выключать цепь с большим напряжением.

Примеры применения электромагнитных реле

Электромагнитное поле применяется во всех отраслях физики, особеннов области автоматики.
В проходе при входе в метро используетсяэлектромагнитное реле с фотоэлементом. Если
в вы попытаетесь пройти через контрольно-пропускной автомат, не опустив жетон, с обеих сторон появятся створки и преградят вам путь.

Если вы обратили внимание, из окошечка на одной стороне автомата выходит луч, который попадает в окошко на другой стороне (рис. 164).

Рис.164

При попадании луча установленный на противоположной стороне фотоэлемент в нем образуется непрерывный ток, и якорь реле притягивается к электромагниту.

Положение якоря в таком притягивающим состоянии держит рабочую цепь в отключенном состоянии.

Проходя между двумя окошечками, человек загораживает поток луча, и образование тока в фотоэлементе прекращается. Якорь оттягивается от электромагнита, и рабочая цепь замыкается. В рабочую цепь установлены специальные механизмы, которые при прохождении через них тока приводит в
движение створки, и проход закрывается.
При выходе человека обратно из прохода луч снова попадает на фотоэлемент, якорь опять притягивается к электромагниту и размыкает рабочую цепь. В этот момент створки возвращаются на свое место, и проход открывается.

В случае опускания жетона в щель автомата рабочая цепь размыкается в другом месте, при этом створки при прохождении человека через световой луч не приходят в движение и не закрывают прохода.

1. Закрепление нового знания в стандартных ситуациях:

Самостоятельная работа в группах - «Интерактивная презентация»:

1. Электромагниты:

1. Электромагнит;

2. История создание электромагнита;

3. От каких величин зависит сила действия электромагнита;

4. Построение электромагнита со своими руками:

А) Что нам необходимо?

1) цветная пластина; 2) железный стержень; 3) тонкая лакированная проволока; 4) гальванические элементы (3 шт) по 1,5 В; 5) рисунок со схемой электромагнита.

Б) Как построить электромагнит со своими руками?

1) Цветную пластину приклеим к железному стержню;

2) Намотаем на железный стержень примерно 100-150 витков тонкой лакированной проволоки;

3) Оставив по 15-20 см, очистим концы лакированной проволоки от лака;

4) Последовательно соединим 3 элемента по 1,5 В;

5) Соберем схему, как отмечена на рисунке.

5. Применение электромагнита.

II.Реле:

1. Устройство реле:

1. Электромагнит; 2) Якорь; 3) Контакт с рабочей цепью; 4) Пружина; 5) Двигатель.

1. Принцип работы реле:

1. Ключ включается;

2. Электромагнит намагничивается;

3. Электромагнит притягивает к себе якорь;

4. Якорь подключает контакт с рабочей цепью;

К рабочей цепи электромагнита могут быть подключены различные электропотребители - электродвигатели, электрические лампы и другие электрические приборы.

1. Отключим цепь;

2. Пружина и рабочая цепь отключается.

1. Примеры применения электромагнитных реле:

При проходе при входе в метро:

1. При входе в метро используется электромагнитное реле с фотоэлементом;

2. При попадании луча установленный на противоположной стороне фотоэлемент в нем образуется непрерывный ток;

3. Якорь реле притягивается к электромагниту.

4. Положение якоря в таком притягивающим состоянии держит рабочую цепь в отключенном состоянии.

5. Проходя между двумя окошечками, человек загораживает поток луча, и образование тока в фотоэлементе прекращается.

6. Якорь оттягивается от электромагнита, и рабочая цепь замыкается.

7. В рабочую цепь установлены специальные механизмы, которые при прохождении через них тока приводит в движение створки, и проход закрывается.

8. При выходе человека обратно из прохода луч снова попадает на фотоэлемент, якорь опять притягивается к электромагниту и размыкает рабочую цепь.

9. В этот момент створки возвращаются на свое место, и проход открывается.

10. В случае опускания жетона в щель автомата рабочая цепь размыкается в другом месте, при этом створки при прохождении человека через световой луч не приходят в движение и не закрывают прохода.

1. Подведение итогов урока:

«Рефлексивный экран»:

1. Я научился…

1. Я понял…

1. Теперь я могу…

1. Было трудно…

1. Было интересно…

1. Сегодня я узнал…

1. Домашнее задание:

1. Прочитать § 57;

2. Стр.160, упр.26 ( 1-4).

Использованная литература:

1. П.Хабибуллаев, А.Бойдедаев, А.Бахромов, учебник для 8 класса школ общего среднего образвания, Издательско-творческий дом «O‘qituchi», Ташкент-2019, стр.157-161.

1. Интернет сайты: https://studme/org, https://electrosam.ru,https://900igr.net.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/532682-razrabotka-uroka-jelektromagnitnoe-rele