11. Vodič, cívka a částice v magnetickém poli Název SŠ: SŠ-COPT Uherský Brod Autor: Mgr. Jordánová Marcela Název prezentace (DUMu): 11. Vodič, cívka a částice v magnetickém poli Název sady: Fyzika pro 3. a 4. ročník středních škol – obor mechanik seřizovač a technik puškař Ročník: 3. a 4. Číslo projektu: CZ.1.07./1.5.00/34.0727 Datum vzniku: 1.6.2012 – 30.6.2013 Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak, jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR.

Záměrem této sady výukových materiálů s názvem Fyzika pro 3. a 4 Záměrem této sady výukových materiálů s názvem Fyzika pro 3. a 4. ročník středních škol – obor mechanik seřizovač a technik puškař je shrnout žákům vyšších ročníků technických oborů základní poznatky z fyziky. Jednotlivé DUMy (prezentace) v této sadě přiblíží postupně žákům jednotlivé fyzikální obory, se kterými se setkají v praxi i v hodinách na naší SŠ. Konkrétně tato prezentace je zaměřena na pochopení chování vodiče, cívky a částice v magnetickém poli

VODIČ V MAGNETICKÉM POLI Magnetické pole vodiče s proudem má tvar soustředných kružnic Orientace siločar se určuje Ampérovým pravidlem pravé ruky Palec ukazuje směr proudu a prsty směr siločar

CÍVKA V MAGNETICKÉM POLI V okolí cívky mají siločáry tvar uzavřených křivek a jejich orientace se určí podle Ampérova pravidla pravé ruky Magnetické pole existuje v dutině cívky, siločáry jsou zde rovnoběžné Směr siločar se určí Ampérovým pravidlem pravé ruky ( prsty-proud, palec- siločáry)

MAGNETICKÉ POLE NABITÝCH ČÁSTIC Siločáry mají směr od kladného náboje k zápornému náboji Jsou to uzavřené křivky Orientace se určí podle Ampérova pravidla pravé ruky

MAGNETICKÁ SÍLA VODIČE Mezi po´ly magnetu se umístí vodič s proudem Podle směru proudu a orientace siločar se vychýlí vpravo nebo vlevo Příčinou je vzájemné silové působení magnetického pole magnetu a vodiče s proudem

MAGNETICKÁ SÍLA MEZI DVĚMA VODIČI Dva vodiče s proudem na sebe působí svými magnetickými poli Pokud jsou proudy souhlasné, vodiče se přitahují Pokud jsou proudy nesouhlasné, tak se vodiče odpuzují

ČÁSTICE S NÁBOJEM V MAGNETICKÉM POLI Magnetické pole tvoří pohybující se elektrony ve vodiči Magnetická síla vzniká tehdy, jestliže se částice pohybuje i mimo látku, např. ve vakuu Částice se pohybuje po kruhové dráze, kde poloměr závisí na rychlosti

PRAKTICKÉ VYUŽITÍ Nejznámějším příkladem je vychylování elektronového paprsku v televizní obrazovce Na hrdle obrazovky jsou dva páry vychylovacích cívek Proud v cívkách řídí pohyb paprsku, který na stínítku vykreslí obraz složený z vodorovných řádků

ELEKTROMAGNETICKÉ RELÉ Tvoří ho cívka s jádrem a pohyblivá kotva, která se dotýká pružných kontaktů Pokud prochází proud, kotva relé se přitáhne k jádru cívky a sepne kontakty Využití např. u telefonních stanic, signalizační zařízení,…. ·

MAGNETICKÝ ZÁZNAM SIGNÁLU Je založen na trvalém zmagnetování vrstvy feromagnetické látky nanesené na nosič Nosič může mít podobu pásku ( kazety ) nebo jako pružný disk v podobě kotouče (disketa ) Záznamovou hlavu tvoří cívka s jádrem ve tvaru prstence ·

VLASTNÍ INDUKCE Je způsobena změnami magnetického pole tvořené proudem v cívce Projevuje se i při rozpojení obvodu, kdy je proud přerušen a magnetické pole zaniká Každá změna magnetického pole je provázena vznikem indukovaného napětí ·

INDUKOVANÉ NAPĚTÍ Působí proti změně, která ho vyvolala ( proti vznikajícímu proudu ) Směr je opačný, než směr elektromotorického napětí zdroje v obvodu s cívkou Dosahuje značné hodnoty a projevuje se např. jiskrou ·

INDUKČNOST Vyjadřuje vlastnost cívky ( počet závitů, rozměry, materiál jádra ) Značka L, jednotka H ( henry ) Největší hodnoty mají cívky s uzavřeným ocelovým jádrem zvané tlumivky ·

ZÁKON ZACHOVÁNÍ ENERGIE Vysvětluje jev zvaný vlastní indukce Vznik nebo zánik magnetického pole je spojen s přeměnami energie Kolikrát je větší indukčnost cívky, tolikrát je větší energie magnetického pole ·

Kontrolní test Skupina A Popiš vodič v magnetickém poli Popiš chování nabité částice v mag.poli Popiš mag.sílu mezi dvěma vodiči Popiš princip televizní obrazovky Popiš mag.záznam signálu Popiš indukované napětí

Kontrolní test Skupina B Popiš cívku v mag.poli Popiš mag.sílu vodiče s proudem Popiš částici s nábojem v mag.poli Popiš elektromag.relé Popiš vlastní indukci Popiš indukčnost cívky

Seznam zdrojů pro textovou část SVOBODA, E. a kol. Přehled středoškolské fyziky. 3. vyd. Praha: Prometheus s.r.o., 2005 LEPIL, O. a kol. Fyzika pro střední školy 1.díl. 3. vyd. Praha: Prometheus s.r.o., 1995