Работа посвящена описанию способов нахождения электрического тока в домашних условиях
Ключевые слова: электрический ток, магнетизм, магнитное поле.
Недавно мы с родителями решили установить на кухне телевизор. В поисках места решили повесить его на стену. Но возник вопрос – где делать отверстие для крепежа? Папа говорил, что можно задеть электрический кабель в стене. А мама просила сверлить один раз, чтобы не портить красивые стены «дырками». Как же найти электричество, если даже провод от нас скрыт? Вопрос является актуальным, так как повреждённый при сверлении кабель в стене заменить очень сложно, и о красоте стен без множества отверстий нужно не забывать.
Цель исследования: определить, как найти провод (кабель) с током в стене.
Задачи:
изучить литературу по данному вопросу;
провести эксперимент, доказывающий теорию;
проанализировать причины получившегося результата.
Гипотеза исследования: я считаю, что провод в стене можно найти с помощью каких-нибудь датчиков.
В старину электрические явления в виде молнии и грома вызывали у людей страх. Позднее мы научились использовать электричество для своих нужд.
Все магниты имеют одну общую черту: их намагниченность сконцентрирована на двух участках, которые называются северный и южный полюсы магнита [2].
Между электричеством и магнетизмом существует тесная связь, но об этом стало известно лишь в 1819 году, когда датский профессор физики Ханс Эрстед продемонстрировал своим студентам некоторые свойства электричества. Эрстед понял, что проходящий через провод электроток создавал магнетизм, воздействующий на компас. Так он открыл одно из важнейших явлений в науке – электромагнетизм [2].
Магнетизм – это сила, которая действует на расстоянии и вызывается магнитными полями. Конечно, на самом деле нужно говорить об электромагнетизме, так как явления электричества и магнетизма тесно связаны друг с другом. Магнит – это объект, сделанный из определенного материала, который создает магнитное поле. Магнитное поле – это область вокруг магнита, внутри которой ощущается воздействие магнита на внешние объекты.
Органы чувств человека не способны видеть магнитное поле, но вспомогательные устройства доказывают, что магнитное поле существует [5].
- Практическая часть
Проведение опыта 1, доказывающего действие магнита.
Для опыта необходимо приготовить плотную бумагу (например, крышка от коробки для обуви), железные опилки, магнит (рис.1). Насыпаем железные опилки на поверхность бумаги. Помещаем под бумагу магнит. Двигая магнит под бумагой в разных направлениях, получаем узоры из железных опилок на бумаге (рис. 2, 3)
рис.1 
рис.2 
рис.3
В результате проведения опыта 1 мы увидели, как железные опилки притягиваются магнитом, даже через слой толстого картона. Притягиваясь, опилки железа встают перпендикулярно к поверхности картона. Это объясняется тем, что, попадая в магнитное поле, железо само намагничивается и превращается в маленький магнит. Множество маленьких магнитов (намагниченные железные опилки) притягиваются к магниту одним концом, а другим отталкиваются, при этом занимая перпендикулярную ориентацию в пространстве. И поскольку железные опилки намагнитились и расположились в пространстве определённым образом, можно сделать вывод, что магнит действительно создаёт магнитное поле.
Проведение опыта 2, доказывающего, что магнитная стрелка меняет своё положение вблизи с проводом, по которому течёт электрический ток.
Для опыта необходимо приготовить: батарейку 1,5V AA, короткую прочную резинку, тонкий электрический провод длиной 2 м, лампочку для фонарика 1,5 V (не светодиодная), ножницы, кухонную фольгу, скотч, инструмент для зачистки проводов или нож, компас (рис.1).
Из кухонной фольги сложили две тонкие полоски. Небольшую резинку натянули на батарейку так, чтобы она прижималась к обоим металлическим контактам. Поместили концы полосок из фольги под резинку с каждой стороны батарейки так, чтобы они прижались к разным контактам батарейки с помощью резинки (рис.2) Зачистили 2 см изолированного провода с обоих концов. Обернули провод вокруг компаса так, чтобы с обоих концов осталось по 20 см свободного провода. Закрепили провод скотчем.
Присоединили один оголённый конец провода к одной из полосок фольги, а другой – к нижнему контакту лампочки. Лампочка загорелась, стрелка компаса отклонилась от своего первоначального положения (рис.3).
рис.1 
рис.2 
рис.3
В результате проведения опыта 2 мы доказали, что стрелка компаса отклоняется от своего положения вблизи провода, по которому течёт ток. Это происходит потому, что электричество создаёт своё магнитное поле, к которому чувствительна магнитная стрелка (стрелка компаса).
Проведение опыта 3, который поможет отыскать электрический кабель в стене.
Располагаем компас вблизи стены, фиксируем положение его стрелки. Медленно двигаем компас вдоль стены (в стороны, вверх, вниз), пока стрелка не начнёт отклоняться от своего первоначального положения.
В опыте 3 мы обнаружили электрический кабель в стене. Это стало возможным, так как электрический кабель создаёт своё магнитное поле.
Изучив явление электромагнетизма, мы с помощью компаса обнаружили место электрического кабеля в стене. Телевизор висит на кухонной стене и всех радует, особенно мама, так как в стене пришлось просверлить всего два отверстия и электрический кабель при этом не был повреждён.
Моя гипотеза, что провод в стене можно найти с помощью каких-нибудь датчиков, частично подтвердилась. Провод в стене найти можно, а вот компас скорее не совсем датчик и является самостоятельным прибором, используемым в навигации.
Литература:
- Панкова М.А. Всё, что нужно знать об экспериментах. – Х.: «Ранок», 2012. – 112 с.
- Журнал – энциклопедия «Древо познания». – М.: МС ИСТ ЛИМИТЕД, 2002 – 2008.
- Окслейд К. Научные опыты для детей / Пер. с англ. А.О.Ковалевой. – М.: Эксмо, 2013. – 96 с.
- http://www.owoman.ru/semya/voznikaet_magnetizm.html
- http://www.valtar.ru/Magnets4/mag_4_03.htm (энциклопедия магнетизма)
