Proiect realizat de eleviiArgint Andrei Silviu

Constantin AlexandraHagi Ionut AlexandruLãzãrean Iulia Emilia

Profesor indrumator Laurentziu Roşu

Scopul lucrarii: -prezentarea in format electronic a notiunilor despre electromagnetism si aplicatiile tehnice: alternator, dinam, motor electric-crearea de animatii originale, ilustrând fenomenele fizice implicate-crearea de exercitii interactive noi, originale

CONCURSUL STEFAN PROCOPIU, SECTIUNEA REFERATE

In prezent, folosim in fiecare zi- calculator, telefon, TV, radio, becuri electrice pentru iluminat, etc. Dar stim ca in istoria omenirii nu a fost

mereu asa –toate aceste aparate necesita energie electrica, iar omenirea trebuia sa descopere calea de a o obtine. La inceputul

secolului XIX unul din obiectivele stiintei era sa descopere o modalitate de obtinere a energiei electrice. Acest lucru a fost reusit de savantul englez Michael Faraday in 1831, când dupa 10 ani de

cercetari a descoperit inductia electromagnetica

Deplasând un magnet in preajma unei bobine se obtine curent electric- ce se poate masura conectând un miliampermetru cu scala 10mA cu zero-ul la mijloc (pentru a putea masura curenti in orice sens).

La introducerea magnetului in bobina acul miliampermentrului se misca intr-un sens, iar la iesirea lui din bobina acul se misca in sens contrar. Cu alte cuvinte se obtine curent alternativ.

Daca magnetul doar sta langa bobina atunci acul miliampermetrului nu se va misca. Concluzia este ca energia electrica nu se obtine din nimic, ci din energia mecanica(necesara miscarii magnetului)

Descoperirea inductiei Descoperirea inductiei eletromagnetice si aplicatiile eletromagnetice si aplicatiile ulterioare(dinam, motor ulterioare(dinam, motor electric) au fost posibile electric) au fost posibile datorita descoperirii efectului datorita descoperirii efectului magnetic (de catre fizicianul magnetic (de catre fizicianul suedez Oersted alaturi de suedez Oersted alaturi de studentii sai in timp ce studia studentii sai in timp ce studia efectul termic cu o busola efectul termic cu o busola lânga circuitul electric) si lânga circuitul electric) si descoperirii fortei descoperirii fortei electromagnetice (de catre electromagnetice (de catre Ampere). Ampere).

In continuare, prezentam pe In continuare, prezentam pe scurt aceste descoperiri:scurt aceste descoperiri:

ISTORIC

Efectul magnetic al curentului Efectul magnetic al curentului electric- constă în aparielectric- constă în apariţţia unui ia unui câmp magnetic-în jurul câmp magnetic-în jurul conductoarelor străbătute de conductoarelor străbătute de curent electric. Manifestari ale curent electric. Manifestari ale efectului magnetic:efectului magnetic:1. devierea acului magnetic al 1. devierea acului magnetic al busolei in preajma circuitelor busolei in preajma circuitelor electriceelectrice2. O bobină străbătută de curent O bobină străbătută de curent electric devine electro-magnet: electric devine electro-magnet: atrage corpurile din fieratrage corpurile din fier

Efectul magneticEfectul magneticBUSOLE

CURENT ELECTRIC

BOBINA ELECTROMAGNET

Forţa electromagnetică este forţa cu care un câmp magnetic acţionează asupra unui conductor străbătut de curent electric

Pe baza acestei forte, Faraday a realizat primul motor electric (care a fost un fel de mixer !)

BATERIE

CONDUCTOR MOBIL

MAGNET

VAS CU MERCUR CONDUCTOR LICHID

Motorul electric de curent continuu – are o constructie asemanatoare cu dinamul, cu deosebirea ca motorul trebuie conectat la o baterie (sau priza), si va transforma energia electrica primita in energie mecanica (invers faţă de dinam). Piesele componente sunt in principiu aceleasi:

…. Adaugati Animatie cu Motorul electric !

…. Adaugati Animatie cu Dinamul !

Efectul magnetic al curentului electric- constă în apariEfectul magnetic al curentului electric- constă în apariţţia unui câmp ia unui câmp magnetic-în jurul busolei. Manifestari ale efectului magnetic:magnetic-în jurul busolei. Manifestari ale efectului magnetic:

1. devierea acului magnetic al busolei in preajma circuitelor electrice1. devierea acului magnetic al busolei in preajma circuitelor electrice 2. O bobină străbătută de curent electric devine electro-magnet: atrage O bobină străbătută de curent electric devine electro-magnet: atrage

corpurile din fiercorpurile din fier

Din cauza fortei elctro magnetice cele doua bobine se atrag una de cealalta .

Intr-o termocentrala, Intr-o termocentrala, energia electrica este energia electrica este produsa de:produsa de:

TURBINA TERMOCENTRALEI

ALTERNATORUL TERMOCENTRALEI

CAMERA de ARDEREa CARBUNELUI din TERMOCENTRALA

CORECT

GREŞIT GREŞIT

De la leneş pân` la carte e mult prea departe!

De la leneş pân` la carte e mult prea departe!

Dinamul produce :

CURENT ALTERNATIV

CURENT CONTINUU

CURENT DISCONTINUU

CORECTCORECT

GRESIT

GREŞIT

Ti-a fost lene sa înveti???

Lenea cauta de lucru, dar nu doreste sa-l

gaseasca.

Ti-a fost lene sa înveti???

Lenea cauta de lucru, dar nu doreste sa-l

gaseasca.

3. Putem produce curent electric daca avem :Bec si

conductor

electric (cablu)

Bec, magnet si

cablu conductor

Magnet,

bobina,

colectorGresit Gresit

Corect

Cu aceste piese se

confectioneaza un alternator sau

dinam !

Cu aceste piese se

confectioneaza un alternator sau

dinam !

Cine se ia cu

lenevia pierde si suta si mia.

Cine se ia cu

lenevia pierde si suta si mia.

4. Hoţii de fier vechi care au vrut sa fure din vagoanele CFR au incercat sa descarce repede fierul vechi si s-au electrocutat desi nu au atins linia de înalta tensiune de deasupra vagonului. De ce? Ce nu au stiut ei ?

Fierul vechi se

electrizeaza cand sta depozitat

Prin Inductie

electromagnetica apar

tensiuni electrice

Fierul vechi in cantitati

mari produce tensiune electrica CORECTGRESIT GRESIT

Cine se lauda cu greseala lui, greseste

de doua ori.

Miscarea fierului in câmpul magnetic al firelor electrice

de deasupra vagonului produce tensiune prin

inductie. Cu cât miscarea e mai rapida, cu atât tensiunea

indusa e mai mare

Miscarea fierului in câmpul magnetic al firelor electrice

de deasupra vagonului produce tensiune prin

inductie. Cu cât miscarea e mai rapida, cu atât tensiunea

indusa e mai mare

5. E periculos sa pescuiesti lânga stâlpii cu linii de tensiune, daca undita metalica nu atinge sârmele liniei de tensiune?

Nu, daca nu atingi linia de

tensiune

Da, daca mişti rapid undiţa pe

sub linia de tensiune

Depinde din ce metal e

facuta undiţa

CORECTGRESIT GRESIT

Cine se lauda cu greseala lui, greseste

de doua ori.

Daca miscarea  undiţei metalice e mai rapida, in

câmpul magnetic al firelor electrice se produce o tensiune mai mare prin

inductie electromagnetica

De ce in imaginea alaturata acul apermetrului se misca cand magnetul este introdus in bobina

Fotografie cu montajul experimental pentru evidentierea inductiei electromagnetice

In laborator, experimentând inductia electromagnetica

Functionarea alternatorului

Componentele alternatorului

O spira care se roteste intr-un camp magnetic produce curentul electric alternativ.

Pentru a roti o spira/bobina, este necesara energie mecanica

Alternatorul transforma energia mecanica in energie electrica , prin inductie electromagnetica – deci are loc o transformare energetica!

Componentele alternatorului sunt:

1. statorul (magnet sau electromagnet)

2. Rotorul (bobina sau spira)

3. Colectorul (2 inele conectate la capetele bobinei)

Dacă înlocuim la un alternator cele 2 inele cu 2 semi-inele, dispozitivul format se numeste DINAM si produce curent electric continuu (in loc de alternativ).

Pictura de Armand-Guillaumin, pictor francez

O prima aplicare a transformarii energiei potentiale a apei in energie cinetica a fost moara de apa, insa aceasta obtinea numai energie mecanica, nu si electrica. (se folosea pentru macinarea graului)

Prin adaugarea unui alternator, se realizeaza o hidrocentrala ce transforma energia mecanica in energie electrica

Obtinerea energiei electrice cu dinamul, in laborator

James Presctott Joule

André-Marie Ampère

Motorul electric

Michael Faraday

Efect electrotermic

James Prescott Joule(1818-1889)

A fost un bun experimentator si un stralucitor teoretician. Nascut in

regiunea Manchester, el a fost elevul lui John Dalton si a contribuit prin cercetarile sale la revolutionarea

industriei Angliei(sec. 19). In 1873 el a formulat legea conservarii energiei. A efectuat numeroase masurari ale

unor marimi specifice circuitelor electrice, a studiat motoarele

electrice, si a descoperit efectul electrotermic care îi poarta

numele, pe baza asectui efect functioneaza azi aparatele electrocasnice de încalzit.

Efectul electrotermic este reprezentat de disiparea căldurii într-un conductor traversat de un curent electric. Aceasta se datorează interacțiunii particulelor curentului (de regulă electroni) cu atomii conductorului, interacțiuni prin care primele le cedează ultimilor din energia lor cinetică, contribuind la mărirea agitației termice în masa conductorului.

Efectul termic al curentului electric (descoperit de Joule si Lenz) are multiple aplicații industriale: cuptoarele încălzite electric, tăierea metalelor, sudarea cu arc electric etc.

A determinat configurația curenților asupra câmpului magnetic al selenoidului, stabilind regula de fixare a sensului liniilor de câmp.Introduce noțiunea de curent electric și tensiune electrică.Explică magnetismul corpurilor printr-o ipoteză care arată că forma curenților moleculari este presupusă a fi circulară.Prin legea circuitului magnetic sau legea circuitală a lui Ampère, stabilește prima teorie a electromagnetismului și introduce noțiunile de electrostatică și electromagnetism. Această lege stabilește legătura dintre câmpul magnetic și curent.Inventează ampermetrul (care îi poarta si numele), voltmetrul si galvanometrul, aparatul cu care pot fi măsurate tensiunile electrice și curentul electric. Inventează de asemeni un electromagnet și împreună cu François Arago realizează în 1820, primul aparat telegrafic.Contribuțiile lui Ampère în domeniul electromagnetismului au constituit un punct de plecare pentru cercetările lui Maxwell, Ohm, Joule si Faraday.Ampère a adus contribuții și în alte ramuri ale fizicii. Astfel, în 1828 a studiat teoria suprafețelor de undă, refracția luminii, teoria undelor luminoase, teoria cinetică a gazelor și numeroase probleme de cinematică.

o În anul 1831 descoperă inducția electromagnetică, reușind să realizeze conversia electromecanică a energiei și să enunțe Legea inducției electromagnetice.

o A elaborat teoria electrizării prin influență și principiul ecranului electrostatic (sau cusca lui Faraday), enunțând astfel legea consevării sacinii electrice (1843). Mai târziu, în 1846, arată că energia electrostatică este localizată în dielectrici.

o Ultimele sale cercetări arată acțiunea câmpului electric asupra luminii polarizate sau efectul de polarizare rotatorie a luminii în câmp magnetic.

o Ca prețuire a cercetărilor sale și a contribuției sale în fizică, denumirea unității de capacitate se numește "Farad", iar numărul care exprimă cantitatea de electricitate necesară depunerii prin electroliză a unui atom-gram dintr-un element - "constanta lui Faraday".

Discul lui Farday, inventat de Michael Faraday în 1831, unul dintre primele generatoare de curent care ilustrează practic legea enunțată de marele fizician

Motorul electric - In regim de motor masina primeste putere electrica si furnizeaza, la arbore, putere mecanica. Generatorul(alternator sau dinam) realizeaza conversia inversa, din putere mecanica in putere electrica. Frana electrica este acel regim de functionare al motorului in care masina primeste atat putere electrica cat si putere mecanica, pe care le transforma, in cea mai mare parte, in caldura, furnizand la arbore un cuplu de forte opus miscarii. Primul motor electric a fost conceput de Michael Faraday.

Incearca din nou !

FOLOSEŞTE CLICK-UL DE MOUSE, NU TASTATURA !

FOLOSEŞTE CLICK-UL DE MOUSE, NU TASTATURA !

Programul îţi ‘spune’ dacă răspunzi CORECT doar dacă FOLOSEŞTI MOUSE-UL !!