DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL zpracovaný v rámci projektu Registrační číslo: CZ.1.07/1.5.00/34.0807 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: Septima Datum: 17. 10. 2012 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Jiří Truhlář. Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz; ISSN 1802-4785. Provozuje Národní ústav pro vzdělávání, školské poradenské zařízení a zařízení pro další vzdělávání pedagogických pracovníků (NÚV).
TÉMA: Magnetické pole PŘEDMĚT: fyzika KLÍČOVÁ SLOVA: indukční čára, magnetická síla 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
Magnetické pole
Magnetická indukční čára Kolem trvalého magnetu existuje magnetické pole. Magnetická indukční čára Je prostorová orientovaná křivka. Její tečna v daném bodě má směr osy velmi malé magnetky umístěné v tomto bodě. Směr od jižního k severnímu pólu magnetky určuje orientaci indukční čáry. Je uzavřená křivka.
Ampérovo pravidlo pravé ruky (pro přímý vodič) Naznačíme uchopení vodiče do prvé ruky tak, aby palec ukazoval dohodnutý směr proudu ve vodiči, prsty pak ukazují orientaci magnetických indukčních čar.
Magnetická síla Fm Projevem pole je silové působení na vodič, kterým prochází elektrický proud. Velikost magnetické síly je přímo úměrná proudu I, délce vodiče l, magnetické indukci B (charakterizuje magnetické pole), α je úhel mezi vodičem a indukčními čarami.
Magnetická síla při vzájemném působení rovnoběžných vodičů s proudem Směry magnetických sil, kterými na sebe působí rovnoběžné vodiče s proudem, závisí na směrech proudů ve vodičích. Při souhlasných směrech proudů se vodiče přitahují a při nesouhlasných směrech proudů se odpuzují.
Magnetická indukce Jednotkou magnetické indukce je tesla, značka T.
Flemingovo pravidlo levé ruky Položíme-li otevřenou levou ruku k přímému vodiči tak, aby prsty ukazovaly směr proudu a indukční čáry vstupovaly do dlaně, ukazuje odtažený palec směr síly, kterou působí magnetické pole na vodič s proudem.
Permeabilita Konstanta uvedená ve vzorcích se nazývá permeabilita prostředí a charakterizuje magnetické vlastnosti prostředí. Permeabilita vakua 0 = 4 10–7 N A–2. Pro srovnání různých látkových prostředí využíváme relativní permeabilitu r. = 0 r
1) Vodič délky 40 cm, kterým prochází proud 10 A, je umístěn kolmo k indukčním čarám homogenního magnetického pole o magnetické indukci 15 mT. Určete velikost magnetické síly, která na vodič působí. 2) V homogenním magnetickém poli o magnetické indukci 2 T působí na vodič délky 20 cm, kolmý k magnetickým indukčním čarám, síla o velikosti 2,4 N. Určete proud ve vodiči. 3) Na vodič vinutí rotoru elektromotoru, kterým prochází proud 20 A, působí síla o velikosti 3,6 N. Určete velikost indukce magnetického pole v místě, kterým vodič prochází kolmo k indukčním čárám. Délka vodiče je 15 cm.
1) l = 40 cm = 0,4 m, I = 10 A, B = 15 mT = 1,5 × 10–2 T; Fm = ? 2) B = 2 T, l = 20 cm = 0,2 m, Fm = 2,4 N; I = ? 3) I = 20 A, Fm = 3,6 N, l = 15 cm = 0,15 m; B = ?
Obr. 1 Magnetické pole
Obr. 2 Materiál v magnetickém poli
ZDROJE: Obr. 1: KOCOVSKA. [cit. 2012-04-01]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Obr%C3%A1zek9.jpg>. Obr. 2: Roubickova. [cit. 2012-09-05]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Obr%C3%A1zek9b.jpg>.