Номер 23.9, страница 114 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 23. Домашние экспериментальные задания - номер 23.9, страница 114.

Условие.

23.9. Рассмотрите с помощью родителей устройство электрического звонка и телефонной трубки. Сделайте эскизный рисунок этих приборов и объясните принцип их действия.

Решение.

Устройство и принцип действия электрического звонка

Электрический звонок — это электромеханическое устройство, которое издает звук при прохождении через него электрического тока. Его работа основана на использовании электромагнита.

Основные компоненты электрического звонка: электромагнит (катушка с сердечником), якорь (подвижная металлическая пластина) с молоточком на конце, чашечка звонка, пружинящая пластина, на которой закреплен якорь, контактный винт (прерыватель цепи), а также источник тока и кнопка для замыкания цепи.

Принцип действия звонка следующий:

1. Когда нажимается кнопка, электрическая цепь замыкается. Ток от источника поступает в обмотку электромагнита.

2. Электромагнит, создав магнитное поле, притягивает к себе металлический якорь.

3. Молоточек, который является частью якоря, ударяет по чашечке звонка, и раздается звук.

4. Одновременно с этим движение якоря приводит к размыканию контакта между ним и контактным винтом. Электрическая цепь разрывается.

5. Ток перестает течь через электромагнит, его магнитное поле исчезает.

6. Пружинящая пластина возвращает якорь в его первоначальное положение, контакт с винтом восстанавливается, и цепь снова замыкается.

7. Процесс немедленно повторяется. Благодаря этим быстрым, циклическим движениям молоточка и создается непрерывный звон, пока кнопка остается нажатой.

На эскизном рисунке необходимо схематически изобразить все перечисленные компоненты и показать их взаимодействие в электрической цепи.

Ответ: Принцип действия электрического звонка заключается в использовании электромагнита для создания колебательных движений. При замыкании цепи электромагнит притягивает якорь с молоточком, который ударяет по чашечке, но при этом размыкает цепь. В результате магнитное поле исчезает, якорь возвращается в исходное положение, замыкая цепь, и весь цикл повторяется, создавая непрерывный звук.

Устройство и принцип действия телефонной трубки

Классическая телефонная трубка объединяет в себе два устройства: микрофон для преобразования звука в электрический сигнал и телефон (динамик) для обратного преобразования электрического сигнала в звук.

Микрофон (передатчик)

В ранних телефонных аппаратах использовался угольный микрофон. Его основные компоненты: гибкая металлическая мембрана, камера с угольным порошком и два электрода, подключенные к телефонной линии.

Принцип действия микрофона:

1. Звуковые волны, создаваемые голосом говорящего, заставляют мембрану колебаться.

2. Колебания мембраны передаются угольному порошку, который то сжимается, то разрыхляется.

3. Электрическое сопротивление угольного порошка зависит от степени его сжатия: чем плотнее сжаты частицы угля, тем меньше сопротивление. Таким образом, сопротивление порошка изменяется в такт со звуковыми колебаниями.

4. Через микрофон проходит постоянный ток от телефонной станции. Из-за изменения сопротивления угольного порошка сила тока в цепи также начинает изменяться, повторяя форму звуковых волн. Так звуковые колебания преобразуются в переменный электрический сигнал.

Телефон (приемник, динамик)

Основные компоненты телефона (динамика): постоянный магнит, электромагнит (две катушки, намотанные на полюсы постоянного магнита) и гибкая железная мембрана, расположенная рядом с электромагнитом.

Принцип действия телефона:

1. Переменный электрический сигнал от микрофона собеседника по телефонной линии поступает в катушки электромагнита.

2. Проходящий по катушкам переменный ток создает переменное магнитное поле. Это поле либо усиливает, либо ослабляет постоянное магнитное поле постоянного магнита.

3. В результате суммарная магнитная сила, действующая на железную мембрану, изменяется в такт с приходящим электрическим сигналом.

4. Под действием этой переменной силы мембрана начинает колебаться.

5. Колебания мембраны создают в окружающем воздухе звуковые волны, которые слушатель воспринимает как речь собеседника.

На эскизном рисунке следует изобразить разрез телефонной трубки, показав расположение и основные элементы микрофона и телефона (динамика).

Ответ: Телефонная трубка работает на принципе двойного преобразования энергии. В микрофоне звуковая энергия преобразуется в электрическую: звуковые колебания вызывают изменение сопротивления угольного порошка, что приводит к изменению силы тока в цепи. В телефоне (динамике) происходит обратный процесс: переменный электрический ток, проходя через катушку электромагнита, создает переменное магнитное поле, которое заставляет колебаться мембрану, воспроизводя исходный звук.