Что нужно знать
Электромагнит — это устройство, создающее магнитное поле при прохождении электрического тока через катушку с проволокой. Он состоит из катушки, намотанной на сердечник, обычно изготовленный из мягкого железа. Когда по катушке проходит электрический ток, сердечник намагничивается и притягивает железные предметы. При отключении электрического тока магнитное действие электромагнита практически исчезает. Сила электромагнита увеличивается при увеличении силы тока, числа витков катушки и использовании железного сердечника. Сила тока обозначается I и измеряется в амперах (А), а число витков обозначается N и не имеет единицы измерения. Электромагниты применяются в электрических звонках, подъёмных кранах для перемещения металлолома, реле и электродвигателях. Типичная ошибка учеников — считать, что электромагнит сохраняет свои магнитные свойства после отключения тока так же, как постоянный магнит.
Тест: 12 вопросов
Выберите ответ в каждом вопросе и нажмите «Проверить ответы» — появятся правильные ответы и пояснения.
1. Что называют электромагнитом?
- Прибор для измерения силы электрического тока
- Устройство, создающее магнитное поле при прохождении электрического тока через катушку
- Устройство, преобразующее электрическую энергию только в тепловую
- Постоянный магнит, который нельзя размагнитить
Электромагнит создаёт магнитное поле благодаря электрическому току, проходящему через катушку. Обычно для усиления магнитного действия внутрь катушки помещают железный сердечник.
2. Из какого материала обычно изготавливают сердечник электромагнита?
- Из стекла
- Из резины
- Из мягкого железа
- Из пластмассы
Мягкое железо легко намагничивается при прохождении тока через катушку и практически теряет намагниченность после его отключения.
3. В каких единицах измеряется сила электрического тока в катушке электромагнита?
- В вольтах (В)
- В омах (Ом)
- В теслах (Тл)
- В амперах (А)
Сила электрического тока обозначается буквой I и измеряется в амперах (А).
4. Что произойдёт с магнитным действием электромагнита, если отключить электрический ток?
- Магнитное действие практически исчезнет
- Электромагнит превратится в источник электрического тока
- Магнитное действие останется неизменным
- Магнитное действие обязательно усилится
Магнитное поле электромагнита создаётся электрическим током. После отключения тока магнитное действие электромагнита практически прекращается.
5. Как можно увеличить силу притяжения электромагнита, не меняя материал сердечника?
- Уменьшить число витков катушки
- Увеличить силу тока в катушке
- Уменьшить силу тока в катушке
- Заменить медную проволоку стеклянной
При увеличении силы тока магнитное поле катушки становится сильнее, поэтому электромагнит может притягивать больше железных предметов.
6. Как изменится магнитное действие электромагнита, если увеличить число витков катушки при неизменной силе тока?
- Полностью исчезнет
- Не изменится ни при каких условиях
- Усилится
- Ослабнет
При одинаковой силе тока увеличение числа витков катушки усиливает магнитное поле электромагнита.
7. Какое устройство использует электромагнит для перемещения металлического лома?
- Песочные часы
- Обычный рычажный весы
- Механический термометр
- Подъёмный магнитный кран
В подъёмном кране электромагнит включают для захвата железных предметов, а после отключения тока магнитное действие исчезает и груз можно отпустить.
8. Катушка электромагнита имеет 200 витков. После изменения конструкции число витков увеличили до 400, сохранив силу тока. Во сколько раз увеличилось число витков?
- В 2 раза
- В 200 раз
- В 4 раза
- В 0,5 раза
Отношение нового числа витков к первоначальному: 400 / 200 = 2. Число витков увеличилось в 2 раза.
9. Сила тока в катушке электромагнита равна 0,5 А. Её увеличили до 1,5 А. На сколько ампер увеличилась сила тока?
- На 2 А
- На 1 А
- На 0,5 А
- На 3 А
Изменение силы тока: ΔI = I₂ − I₁ = 1,5 − 0,5 = 1 А.
10. В катушке электромагнита сила тока равна 2 А. После увеличения тока она стала равна 6 А. Во сколько раз увеличилась сила тока?
- В 8 раз
- В 2 раза
- В 3 раза
- В 4 раза
Отношение конечной силы тока к начальной: 6 / 2 = 3. Следовательно, сила тока увеличилась в 3 раза.
11. В одной катушке электромагнита сила тока равна 0,8 А, а в другой — 1,2 А. Во сколько раз сила тока во второй катушке больше?
- В 2,5 раза
- В 2 раза
- В 0,5 раза
- В 1,5 раза
Вычислим отношение сил токов: 1,2 / 0,8 = 1,5. Сила тока во второй катушке больше в 1,5 раза.
12. Почему для сердечника электромагнита обычно используют мягкое железо, а не сталь?
- Потому что мягкое железо легко намагничивается и быстро размагничивается после отключения тока
- Потому что сталь не может притягивать железные предметы
- Потому что мягкое железо вообще не проводит электрический ток
- Потому что мягкое железо создаёт магнитное поле без электрического тока
Для электромагнита важно, чтобы сердечник усиливал магнитное действие при включённом токе и практически терял намагниченность после его отключения. Этим свойством обладает мягкое железо.