Установка. Электрический звонок постоянного тока. В качестве рабочей оставлена одна катушка электромагнита, ближайшая к звонковой чашечке. Концы второй катушки оставлены свободными, и если они слишком короткие, то к ним припаиваются два отрезка (5 см) тонкой изолированной проволоки.

Звонок включается в цепь, состоящую из трех гальванических элементов и последовательно включенного в цепь выключателя. Головной телефон.

Условие задачи. Рассмотрите внимательно схему самого звонка – она несколько изменена по сравнению с обычной. Зарисуйте ее схематически и обдумайте следующее: где при работе звонка возникает ЭДС индукции и как можно обнаружить индукционный ток с помощью выставленных перед вами предметов?

Примечание. Электрический звонок приводится в действие замыканием выключателя.

Дополнения. 1. Звонок работает от постоянного тока. Как же постоянный ток может возбуждать ЭДС индукции?

2. Число витков одной и другой катушки звонка одинаковое. Следовательно, разности потенциалов между двумя концами первой и двумя концами второй также должны быть одинаковы. Так как первая катушка звонка включена через прерыватель в цепь батареи, то будет ли справедливо утверждение, что разность потенциалов на концах второй катушки, во всяком случае, не может превышать ЭДС батареи?

3. Можно ли с помощью головного телефона обнаружить влияние частоты прерывания тока батареи на силу индукционного тока, а, следовательно, и на ЭДС индукции.

4. Какими двумя приемами можно увеличить ЭДС индукции во второй катушке звонка, не изменяя при этом частоты прерывания тока батареи?

Решение и пояснения

134. (10-й кл.) Телефон приключается к свободным концам второй катушки электромагнита.

Дополнения (даются вместе с задачей). 1. Вопрос из курса физики.

2. Не будет справедливым. Разность потенциалов на концах второй катушки значительно больше значения ЭДС батареи, так как напряжение тока на первой катушке достигает больших значений вследствие возбуждающейся в ней ЭДС самоиндукции.

3. Можно. При изменении частоты примерно в два раза изменение силы звучания телефона делается вполне заметным.

4. Увеличением числа витков на второй катушке или уменьшением их числа на первой.

Если работа прерывателя мешает прослушиванию переменного тока в телефон, то можно опыт проводить с помощником (второй учащийся). Слушающий в телефон должен быть на большом расстоянии от звонка. Телефон соединяется с катушкой электромагнита длинными проводами.

Регулирует прерыватель второй учащийся.

Индуктивное сопротивление.

Установка. Соленоид на деревянном каркасе. Железный цилиндр, свободно входящий в соленоид и имеющий длину несколько большую длины соленоида. Цилиндр составлен из пучка изолированных железных проволок или пластинок. Соленоид включен в сеть переменного тока последовательно с лампочкой накаливания и выключателем. Цилиндр лежит отдельно от установки.

Условие задачи. Включите в сеть переменного городского тока лампочку накаливания, последовательно к которой приключен соленоид.

Как, не дотрагиваясь до установки, ослабить силу света лампочки?

Дополнения. 1. Изменилось ли сопротивление цепи в результате вашего опыта?

2. Какими дополнительными приемами можно еще больше ослабить переменный ток в цепи, не изменяя ее омического сопротивления?

Решение и пояснения

135. (10-й кл.) Ввести железный цилиндр в соленоид, вследствие чего значительно увеличится его индуктивное сопротивление.

Дополнения. 1. Омическое сопротивление цепи не изменилось, индуктивное изменилось.

2. Замкнуть магнитную цепь соленоида, т. е. замкнуть железный сердечник, как это делается у трансформаторов.

В качестве соленоида можно воспользоваться одной из катушек от разборного трансформатора, имеющей большое число витков. В качестве железного цилиндра или бруска также можно использовать сердечник разборного трансформатора или какого-нибудь иного прибора

Лампочку по мощности надо подобрать такую, которая при вкладывании сердечника в соленоид значительно ослабляла бы свой свет без полного его исчезновения. Если свечение лампочки полностью прекращается, то нельзя экспериментально проверить решение второго дополнительного вопроса.

Чем бóльшую силу тока требует электрическая лампочка, тем сильнее изменяется накал ее нити при вкладывании железного сердечника в соленоид. Может случиться, что при этом обмотка соленоида сильно нагреется. Бояться этого не надо, если только цепь замыкается на короткое время.