Номер 59.15, страница 210 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

Глава 8. Магнитные и электромагнитные явления. Параграф 59. Магнитное поле проводника с током - номер 59.15, страница 210.

Условие.

59.15[1467]

При работе электромагнитного подъёмного крана часть груза не оторвалась от полюсов электромагнита при выключении тока. Крановщик пропустил через обмотку слабый ток обратного направления, и груз отпал. Объясните почему.

Решение.

Решение 3.

Решение 4.

Решение 5.

Решение 6.

Решение 7.

Решение

Сердечник электромагнитного крана изготавливается из ферромагнитного материала, как правило, из магнитомягкой стали. Когда через обмотку электромагнита проходит электрический ток, сердечник намагничивается и создает сильное магнитное поле, которое позволяет поднимать и удерживать грузы из черных металлов.

Ферромагнитные материалы обладают свойством, известным как магнитный гистерезис. Суть этого явления заключается в том, что после прекращения действия внешнего намагничивающего поля (то есть после выключения тока в обмотке) материал сохраняет некоторую намагниченность. Это явление называется остаточной намагниченностью.

В описанной ситуации остаточная намагниченность сердечника оказалась достаточно сильной, чтобы удерживать часть груза даже при отсутствии тока в обмотке. Магнитная сила притяжения, обусловленная остаточной намагниченностью, уравновешивала или превышала силу тяжести, действующую на эту часть груза.

Для того чтобы полностью размагнитить сердечник, необходимо приложить внешнее магнитное поле, направленное противоположно вектору остаточной намагниченности. Крановщик добился этого, пропустив через обмотку слабый ток обратного направления. Этот ток создал "размагничивающее" поле, которое скомпенсировало остаточное поле сердечника. В результате общая намагниченность стала практически нулевой, сила магнитного притяжения исчезла, и груз отпал под действием собственной силы тяжести. Важно, что ток был именно слабым, так как сильный обратный ток мог бы просто перемагнитить сердечник в противоположном направлении.

Ответ: Груз не отпал сразу после выключения тока из-за явления остаточной намагниченности в ферромагнитном сердечнике электромагнита. Чтобы устранить это остаточное магнитное поле, крановщик создал слабое магнитное поле обратного направления, пропустив через обмотку ток в противоположную сторону. Это привело к размагничиванию сердечника, и груз упал.