- Jak se vyrábí elektrické napětí?
- Proč vypínače některých obvodů, které obsahují cívky, při rozpínaní jiskří?
- Jak brzdí tramvaj?
Elektromagnetická indukce: Jev elmag. indukce Magn. indukční tok Faradayův zákon elmag. indukce Indukovaný proud Vířivé proudy Vlastní indukce Indukčnost Zhášecí obvody Rekuperační dioda Energie el. a mag. pole
|
|
Mějme cívku připojenou k citlivému voltmetru a magnet. Zkusme zasouvat magnet do cívky a pohybovat magnetem v okolí cívky (nebo cívkou v okolí magnetu).
Tentýž efekt můžeme pozorovat při nasouvání a vysouvání cívky na nehybný magnet (podívejte se na video ¤ (formát *.rm 205 kB, ev. formát *.avi ¤ 1518 kB). Napětí se tedy obecně indukuje tehdy, když se cívka a magnet vzájemně pohybují vůči sobě.
Čím rychleji se magnet vůči cívce pohybuje, tím větší proud obvodem prochází. Směr proudu závisí na orientaci pólů magnetu a na tom, zda se k cívce blíží nebo se od ní vzdaluje.
Zkusíme v okolí cívky pohybovat elektromagnetem - video ¤ (formát *.rm 276 kB, ev. formát *.avi ¤ 1767 kB). Opět se indukuje napětí na cívce a obvodem s ampérmetrem prochází proud. Napětí se indukuje i tehdy, když se elektromagnet vůči cívce nepohybuje, ale vypneme nebo zapneme proud elektromagnetem (obecně: když se mění proud elektromagnetem). Tehdy se totiž mění magnetická indukce magnetického pole uvnitř cívky.
Situaci můžeme zobecnit. Pohybujeme-li magnetem v okolí cívky, neděláme vlastně nic jiného, než že měníme magnetickou indukci magnetického pole, ve kterém je cívka umístěna - stejně jako ve druhém případě s použitím elektromagnetu.
Obecně platí, že mění-li se magnetické pole, ve kterém je umístěna pevná cívka, s časem, objevuje se na vývodech cívky elektrické napětí - indukované elektromotorické napětí. Tento jev se nazývá elektromagnetická indukce. Objevil ho v roce 1831 Michael Faraday ¤.
Magnetické pole, které se v čase mění, se nazývá nestacionární magnetické pole. Máme-li magnet v klidu, jde naopak o stacionární magn. pole ¤.
Indukované napětí se na vývodech cívky ale objevuje i tehdy, když se nepohybuje magnet ani cívka, ale dochází ke změně plochy průřezu cívky. Podívejte se na tento aplet ¤.
Na čem ještě závisí velikost indukovaného napětí? Zkusme připojit tři cívky s různým počtem závitů do série s ampérmetrem (obr. 1). (Cívky jsou zapojeny do série, aby byl stále stejný elektrický odpor obvodu - kdybychom zkoušeli pokus s jednou cívkou po druhé, byl by indukovaný proud pokaždé jiný už z důvodu různého odporu cívek).
 |
 |
| obr. 1 | |
Na výsledek se podívejte na video ¤ (formát *.rm 161 kB, ev. formát *.avi ¤ 1199 kB).
Čím více závitů cívka má, tí větší indukovaný proud prochází obvodem (a tím větší je napětí indukované na cívce).
Je tu ještě jeden problém. Pohybujeme-li magnetem vůči cívce tak, aby osa magnetu byla kolmá na osu cívky, žádné napětí se neindukuje (obr. 2, video ¤ (formát *.rm 229 kB, ev. formát *.avi ¤ 1588 kB)). Tento problém vysvětlíme v další kapitole ¤.
obr. 2
Další kapitola: Magnetický indukční tok ¤