Registrační číslo: CZ.1.07/1.5.00/ Název projektu: EU peníze středním školám Gymnázium a Střední odborná škola, Podbořany, příspěvková organizace Šablona: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Sada: Elektřina a magnetismus Ověření ve výuce Třída: SeptimaDatum: DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL zpracovaný v rámci projektu Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Jiří Truhlář. Dostupné z Metodického portálu ISSN Provozuje Národní ústav pro vzdělávání, školské poradenské zařízení a zařízení pro další vzdělávání pedagogických pracovníků (NÚV).

TÉMA: přechodné děje PŘEDMĚT: fyzika KLÍČOVÁ SLOVA: přechodný, indukce, energie JMÉNO AUTORA: Ing. Jiří Truhlář

Metodický pokyn: - určeno pro výuku fyziky na SŠ (dle zařazení v ŠVP) - zahrnuje: 1. výklad učiva 2. cvičení – příklady 3. obrazová část

Přechodné děje

Přechodný děj Při přechodném ději se proud v obvodu s cívkou zvětšuje pomaleji než v obvodu bez cívky. Příčinou je vznik indukovaného napětí opačné polarity, než je napětí zdroje. Při přerušení proudu se indukuje napětí stejné polarity, jako má zdroj, ale značně větší velikosti.

Energie magnetického pole

1) Odpor části obvodu 1 je stejný jako odpor části obvodu 2. Jaké budou výchylky ampérmetrů A 1 a A 2 v okamžiku sepnutí vypínače? 2) Odpor části obvodu 1 je stejný jako odpor části obvodu 2. Jaké budou výchylky ampérmetrů A1 a A2 v okamžiku sepnutí vypínače?

1) Ručka ampérmetru A2 se vychýlí později vlivem indukčnosti cívky. 2) Ručka ampérmetru A1 se vychýlí později vlivem indukčnosti cívky.

Přechodový jev probíhá v elektrickém obvodu mezi dvěma ustálenými stavy. Jeho vznik je podmíněn změnami energie v akumulačních prvcích obvodu (kondenzátory, cívky). Tyto změny nemohou proběhnout okamžitě, neboť by vyžadovaly zdroj nekonečného výkonu. Obsahuje-li obvod pouze jeden druh (tj. kromě odporu výhradně kondenzátory či výhradně cívky), nemůže dojít k vratné výměně dvou druhů energie a děj probíhá aperiodicky. Pokud obvod obsahuje oba druhy akumulačních součástek (tedy kondenzátory i cívky), může za určitých podmínek dojít k periodickým tlumeným kmitům.

Řada přechodových jevů je nežádoucí, protože způsobí např. krátkodobé přetížení obvodu, a tím zkracují životnost zařízení (zapnutí studené žárovky – nárazový proud je až desetkrát větší než ustálený proud).

Provozní přepětí Jednou z příčin vzniku provozních přepětí jsou přechodné děje. Mezi ně patří přechodné děje při poruchových stavech, zejména při zkratech a zemních spojení, přechodné děje vzniklé při spínání a vypínání.

Při zapojení kondenzátoru ke zdroji napětí dochází k jeho nabíjení. Na kondenzátoru se akumuluje elektrický náboj. V okamžiku zapojení bude obvodem procházet největší elektrický proud. Nenabitý kondenzátor se zpočátku chová jako zkrat. Čím více se však bude kondenzátor nabíjet a poroste jeho napětí, tím menší proud bude procházet obvodem.

Při zapojení cívky ke zdroji stejnosměrného napětí začne obvodem procházet proud, který na cívce způsobí indukování napětí, jež je úměrné časové změně magnetického indukčního toku, a s polaritou působící proti napětí zdroje. Proud v obvodu se proto zvětšuje na svou maximální hodnotu postupně, neboť část energie dodávané ze zdroje do obvodu se spotřebovává na vytváření magnetického pole cívky.

Obr. 1 Graf I(t),U(t)

Obr. 2 Vznik přechodného děje

ZDROJE: Obr. 1: KOCOVSKA. [cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: Obr. 2: Vejmelka. [cit ]. Dostupný pod licencí Public domain na WWW: