אתר מורי פיזיקה - עמוד הבית

 

מטרת ההדמיה

הבנת מושגים הקשורים בשדה מגנטי הנוצר סביב מגנט ישר (Bar Magnet): קווי השדה, עוצמת השדה בכל נקודה, כיוון השדה, וכו'. הדמיה זו מתאימה כהדגמה על הלוח בזמן הוראה ראשונית של שדה מגנטי.

 

קישור להדמיה

https://phet.colorado.edu/sims/faraday/faraday_en.jar

 

סוג הקובץ

Java-based simulation

להורדת Java לחצו כאן

 

מקור ההדמיה

PhET – Physics Education Technology, University of Colorado, Boulder

להנחיות כלליות לשימוש בהדמיות PhET לחצו כאן

 

הסעיף המתאים בסילבוס להדמיה

שדה מגנטי והשראות:

 

 

שימוש בהוראה

• כעזר בזמן הוראת הנושא (הקרנה על הלוח) של שדה מגנטי.
• כשיעורי בית בייחוד כמשחק להגברת התעניינות התלמידים, יצירת אתגרים מחשבתיים.
• כפעילות תלמידים.

(ראה קבצי דוגמאות של דפי פעילות, באנגלית, שפותחו על ידי מורים בארה"ב והורדו באישור מהאתר באוניברסיטת קולורדו).

 

הנחיות הפעלה

קיימים פרמטרים רבים אותם ניתן לשנות בהדמיה זו, ולכן היא למעשה מכילה 5 הדמיות שונות ומחולקת בהתאם ל 5 חלונות אפשריים, אליהם ניתן להגיע על פי התפריט המופיע בתמונה הבאה:

 

בהדמיה של מגנט מוט (Bar Magnet), מקבלים במסך הפתיחה את התמונה הבאה:

 

• באמצעות שינוי המיקום של המגנט, או של המצפן, ניתן לעקוב אחר כיוון השדה המגנטי.
• בתפריט מימין ניתן לשנות את הפרמטרים של המגנט:

 

o        את עוצמת השדה (Strength) היחסית באחוזים, ניתן לשנות גם באמצעות גרירת הזחלן (בין 0 ל 100), וגם באמצעות רישום הערך המספרי הרצוי בחלון העוצמה.

o        ניתן להפוך את כיוון המגנט (Flip Polarity).

o        ניתן לראות את כיוון השדה בתוך המגנט    (See Inside Magnet).

o        ניתן להראות את קווי השדה במישור        (Show Field), באמצעות סימון הריבוע המתאים.

o        ניתן להראות את המצפן (Show Compass) על המסך, או להעלימו, באמצעות סימון הריבוע המתאים.

o        ניתן להוסיף למסך מודד של השדה המגנטי    (Show Field Meter).

o        ניתן להחזיר את המערכת למצב התחלתי (Reset All).

 

 

בהדמיה של סליל המדידה (Pickup Coil), מקבלים במסך הפתיחה את התמונה הבאה:

 

• באמצעות שינוי המיקום של המגנט לעומת הסליל, ניתן לעקוב אחר עוצמת השדה המגנטי באמצעות הדלקת הנורית (רק במצב של תנועה יחסית ביניהם!).
• כמו עבור מגנט מוט, ניתן בתפריט מימין לשנות את הפרמטרים של המגנט:

 

o        את עוצמת השדה (Strength) היחסית באחוזים, ניתן לשנות גם באמצעות גרירת הזחלן (בין 0 ל 100), וגם באמצעות רישום הערך המספרי הרצוי בחלון העוצמה.

o        ניתן להפוך את כיוון המגנט (Flip Polarity).

o        ניתן לראות את כיוון השדה בתוך המגנט (See Inside Magnet).

o        ניתן להראות את קווי השדה במישור (Show Field), באמצעות סימון הריבוע המתאים.

o        ניתן להראות את המצפן (Show Compass) על המסך, או להעלימו, באמצעות סימון הריבוע המתאים.

o        ניתן להוסיף למסך מודד של השדה המגנטי    (Show Field Meter).

o        ניתן להחזיר את המערכת למצב התחלתי (Reset All).

 

• בתפריט מימין ניתן גם לשנות את הפרמטרים של סליל הבוחן (PickupCoil):

 

o        במקום הנורית ניתן להציג מד מתח.

o        ניתן לשנות את מספר הליפופים של הסליל (בין 1 ל 3).

o        את גודל הסליל (השטח היחסי שהוא מכסה) (Loop Area) באחוזים, ניתן לשנות גם באמצעות גרירת הזחלן (בין 20 ל 100), וגם באמצעות רישום הערך המספרי הרצוי בחלון העוצמה.

o        ניתן להציג ייצוג לאלקטרונים בתיל               (Show Electrons).

 

 

 

 

בהדמיה של האלקטרומגנט (Electromagnet), מקבלים במסך הפתיחה את התמונה הבאה:

 

• באמצעות שינוי המיקום של המצפן, ניתן לעקוב אחר כיוון השדה המגנטי.
• בתפריט מימין ניתן לשנות את הפרמטרים של האלקטרומגנט:

 

o        ניתן לבחור בין חיבור מתח ישר (DC) או מתח חילופין (AC) לאלקטרומגנט.

o        ניתן לבחור את מספר הכריכות בסליל האלקטרומגנט (Loops), בין 1 ל 4.

o        ניתן להראות את קווי השדה במישור (Show Field), באמצעות סימון הריבוע המתאים.

o        ניתן להראות את המצפן (Show Compass) על המסך, או להעלימו, באמצעות סימון הריבוע המתאים.

o        ניתן להוסיף למסך מודד של השדה המגנטי         (Show Field Meter).

o        ניתן להחזיר את המערכת למצב התחלתי (Reset All).

 

  

במצב של מתח חילופין, ניתן לראות את השינויים באופן רציף, וכן ניתן לעצור (Pause), ולהריץ צעד אחר צעד (Step), כפי שרואים בתמונה:

 

בהדמיה של השנאי (Transformer), מקבלים במסך הפתיחה את התמונה הבאה:

 

• באמצעות שינוי המיקום היחסי של האלקטרומגנט לעומת סליל הבוחן, ניתן לעקוב אחר עוצמת השדה המגנטי באמצעות הדלקת הנורית (רק במצב של תנועה יחסית ביניהם!).
• כמו עבור האלקטרומגנט, ניתן בתפריט מימין לשנות את הפרמטרים של האלקטרומגנט:

 

o        ניתן לבחור בין חיבור מתח ישר (DC) או מתח חילופין (AC) לאלקטרומגנט.

o        ניתן לבחור את מספר הכריכות בסליל האלקטרומגנט (Loops), בין 1 ל 4.

o        ניתן להראות את קווי השדה במישור (Show Field), באמצעות סימון הריבוע המתאים.

o        ניתן להראות את המצפן (Show Compass) על המסך, או להעלימו, באמצעות סימון הריבוע המתאים.

o        ניתן להוסיף למסך מודד של השדה המגנטי (Show Field Meter).

o        ניתן להחזיר את המערכת למצב התחלתי (Reset All).

 

• כמו עבור סליל הבוחן, ניתן בתפריט מימין גם לשנות את הפרמטרים של סליל הבוחן (PickupCoil):

 

o        במקום הנורית ניתן להציג מד מתח.

o        ניתן לשנות את מספר הליפופים של הסליל (בין 1 ל 3).

o        את גודל הסליל (השטח היחסי שהוא מכסה) (Loop Area) באחוזים, ניתן לשנות גם באמצעות גרירת הזחלן (בין 20 ל 100), וגם באמצעות רישום הערך המספרי הרצוי בחלון העוצמה.

o        ניתן להציג ייצוג לאלקטרונים בתיל               (Show Electrons).

 

 

בהדמיה של הגנרטור (Generator), מקבלים במסך הפתיחה את התמונה הבאה:

 

• בתפריט מימין ניתן לשנות את הפרמטרים של הטורבינה (Turbine):

 

o        באמצעות שינוי עוצמת הזרימה היחסית של המים (על הברז במסך), ניתן לשלוט במהירות הסיבוב של המגנט, וכך לשלוט בעוצמת האור בנורית. על פי הגדרה יש כאן תנועה יחסית בין מגנט לסליל (המגנט מסתובב).

o        את עוצמת הטורבינה (Strength) ניתן לשנות באמצעות גרירת הזחלן בתפריט, או באמצעות רישום מספר העוצמה היחסית באחוזים.

o        ניתן להראות את קווי השדה המגנטי במישור   (Show Field), באמצעות סימון הריבוע המתאים.

o        ניתן להראות את המצפן (Show Compass) על המסך, או להעלימו, באמצעות סימון הריבוע המתאים.

o        ניתן להוסיף למסך מודד של השדה המגנטי     (Show Field Meter).

 

• כמו עבור סליל הבוחן, ניתן בתפריט מימין גם לשנות את הפרמטרים של סליל הבוחן (PickupCoil):

 

o        במקום הנורית ניתן להציג מד מתח.

o        ניתן לשנות את מספר הליפופים של הסליל (בין 1 ל 3).

o        את גודל הסליל (השטח היחסי שהוא מכסה) (Loop Area) באחוזים, ניתן לשנות גם באמצעות גרירת הזחלן (בין 20 ל 100), וגם באמצעות רישום הערך המספרי הרצוי בחלון העוצמה.

o        ניתן להציג ייצוג לאלקטרונים בתיל (Show Electrons).

 

 

בדפי העבודה שהציעו המורים בארה"ב (קבצים מצורפים באנגלית), ניתן לראות דוגמאות של פעילויות לתלמידים, ניתן למצוא שאלות שכדאי לשאול את התלמידים: לפני הרצת ההדמיה, תוך כדי הפעילות, ואחרי הפעילות (מסקנות), וניתן גם לראות מערכי שיעור בנושא.

 

דפי פעילות באנגלית שפותחו באוניברסיטת קולורדו: