Χρήση του αισθητήρα μαγνητικού πεδίου του MultiLog-DbLab στη μελέτη του μαγνητικού πεδίου σωληνοειδών και πηνίων

Στην εργασία αυτή προτείνεται η χρήση του αισθητήρα μαγνητικού πεδίου του MultiLog - DbLab (του Συστήματος Συγχρονικής Λήψης και Απεικόνισης των εργαστηρίων Φυσικών Επιστημών των Ενιαίων Λυκείων) στην πειραματική μελέτη, καταγραφή και οπτικοποίηση του μαγνητικού πεδίου σωληνοειδών και πηνίων. Η μορφή και ο τύπος του μαγνητικού πεδίου σωληνοειδούς εντάσσεται στην ύλη της Φυσικής Β’ Λυκείου. Απουσιάζει από τα σχολικά βιβλία και τους αντίστοιχους εργαστηριακούς οδηγούς η πειραματική προσέγγιση του θέματος. Στο πρώτο πείραμα, με χρήση του αισθητήρα μαγνητικού πεδίου καταγράφουμε την εικόνα του μαγνητικού πεδίου κατά μήκος του άξονα σωληνοειδούς μεγάλου μήκους, που τροφοδοτείται με σταθερό ρεύμα. Από τις τιμές επιβεβαιώνουμε τη μέγιστη έντασή Β του πεδίου του σωληνοειδούς στο κέντρο και τη μισή ένταση στην άκρη του. Στο δεύτερο πείραμα μεταβάλλουμε, συναρτήσει του χρόνου, την ένταση του ρεύματος που διαρρέει το σωληνοειδές (με μήκος 15 cm και αριθμό σπειρών 600), αλλάζοντας και τη φορά διέλευσης του, μεταξύ των τιμών +- 300 mA.. Με τη χρήση του λογισμικού DBlab παρουσιάζουμε συσχετισμένο διάγραμμα B vs I απ΄ όπου επιβεβαιώνουμε τη γραμμική τους σχέση. Από την κλίση της ευθείας υπολογίζουμε τη μο και τη συγκρίνουμε με τη θεωρητική τιμή του. Τέλος επαναλαμβάνουμε το δεύτερο πείραμα σε τρία πηνία ίδιου μήκους L (6cm), αλλά με διαφορετικό αριθμό σπειρών N (300-600-1200, άρα διαφορετικό N/L). Από την κλίση των διαγραμμάτων B vs I, επιβεβαιώνουμε τη γραμμική σχέση της Β συναρτήσει του λόγου N/L. Βάσει των παραπάνω, δίνεται ένα συνοπτικό φύλλο εργασίας με οδηγίες και κατάλληλες ερωτήσεις για εργαστηριακή άσκηση που μελετά το μαγνητικό πεδίο του σωληνοειδούς. Στο φύλλο θα ενσωματώνονται τα πειράματα με τα αντίστοιχα διαγράμματα και έτσι οι μαθητές θα οδηγούνται σε συμπεράσματα και τελικά στην επιβεβαίωση του τύπου του σωληνοειδούς.
(Πλήθος ανακτήσεων: 871)