Лампочка от микроволновки — интерактивный 3D-симулятор индукции

Что это за опыт

«Лампочка от микроволновки» — наглядная демонстрация электромагнитной индукции, открытой Майклом Фарадеем в 1831 году. Катушку с лампочкой подносят к сильному переменному магнитному полю — например, к трансформатору микроволновки (50 Гц) или к индукционной плите. Батарейки нет, провода в сеть не воткнуты, а лампочка светится, беря энергию прямо из меняющегося поля.

Через каждый виток катушки идёт магнитный поток Φ = B·S. Пока поле меняется, меняется и поток, и по закону Фарадея наводится ЭДС: ε = −N·ΔΦ ⁄ Δt (минус — правило Ленца). Эта ЭДС гонит ток через лампочку. Чем больше витков и чем быстрее меняется поле, тем ярче свет — так же работают вторичная обмотка трансформатора и беспроводная зарядка телефона.

Ключ здесь — именно изменение поля: сделайте его постоянным, и ЭДС пропадёт. В симуляторе это 3D-сцена, которую можно вращать мышью — видно линии поля от трансформатора и пульсирующий поток через катушку. Модель безопасно заменяет опасный опыт с настоящей микроволновкой.

Формулы

Методичка к уроку

Как показать опыт за пять минут на проекторе или интерактивной доске:

• Двигайте слайдер «Витков N» — с ростом числа витков ЭДС растёт (ε ∝ N) и лампочка разгорается ярче; следите за панелью «ЭДС».
• Включите тумблер «Постоянный ток (DC)»: поле есть, но не меняется, ΔΦ ⁄ Δt = 0 — лампочка гаснет. Вывод: индукции нужно именно ИЗМЕНЕНИЕ поля.
• Прибавьте «Ток (поле)» и включите «Линии поля» — видно, как поток через катушку пульсирует и меняет знак.
• Тяните сцену мышью, чтобы повернуть 3D-модель, или оставьте «Автоповорот»; колесо мыши приближает картинку.

Полная методичка с формулами, графиком, примером расчёта и задачами для самопроверки встроена в сам симулятор — кнопка «📘 Как это работает».

Частые вопросы

Похожие опыты

Опыт Эрстеда Катушка Теслы Клетка Фарадея