všechny animace a obrázky - archiv autora Digitální učební materiál Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0891 Číslo materiálu VYS_32_INOVACE_12_Magnetické pole Název školy Vyšší odborná škola, Střední průmyslová škola a Střední odborná škola řemesel a služeb, Strakonice, Zvolenská 934 Autor Ing. Václav Opatrný Tematický celek Elektrotechnika Ročník 1. ročník Datum tvorby 14.1. 2013 Anotace Metodický pokyn Prezentace, obsahující test znalostí magnetického pole. Na devíti snímcích rozebírá základní problematiku magnetického pole. Snímky jsou doplněny animací, vybrané otázky pak navozují problematiku tohoto děje. Materiál je doplněn krátkým videozáznamem a je určen žákům k opakování učiva. Materiál může být také použit při výkladu učiva, kdy žáci zapisují své postřehy do pracovních sešitů, které jim pak slouží k opakování látky.  Jednotlivé snímky lze promítat na plátno, lépe však na interaktivní tabuli. Test je určen pro bezprostřední opakování látky frontálně se všemi žáky nebo po skupinách. Při ověřování tohoto materiálu jsem raději preferoval jednotlivé žáky s pracovními listy pro zápis odpovědí. Zde pak může vyučující zvýrazňovačem označit správně zapsané odpovědi, jinou barvou pak upozornit na chyby. Zápis odpovědí v pracovních listech si žáci následně uchovají. všechny animace a obrázky - archiv autora

Magnetické pole a feromagnetické látky Vnější magnetické pole Krystalická struktura obsahuje oblasti se stejným směrem magnetického působení. Tyto oblasti se nazývají DOMÉNY. Mají tu vlastnost, že se působením vnějšího magnetického pole směr jejich magnetického působení natáčí ve směru vnějšího pole. Doména Permanentní magnet Indukční čára Pozor, magnetické indukční čáry jsou uzavřené křivky! Jak vzniká magnetické pole uvnitř domén? Bude výsledné magnetické pole silnější? stejné? větší? Čím lze magnetické indukční čáry zviditelnit?

Magnetické pole vodiče s proudem Zapište do pracovního listu pravidlo pravé ruky pro určení směru magnetických indukčních čar Nakreslete do pracovního sešitu vedle sebe dva vodiče, kolmé na nákresnu tak, aby směr proudu byl v jednom vodiči do nákresny a v druhém z nákresny. Pak kolem obou vodičů nakreslete magnetické indukční čáry. Jaké magnetické pole bude mezi oběma vodiči a jaké vně obou vodičů? Mezi vodiči bude silnější magnetické pole a vně vodičů slabší Mezi vodiči bude slabší magnetické pole a vně vodičů silnější Napište pravidlo pravé ruky pro určení směru indukčních čar uvnitř cívky. Teče el. proud + + + + + . . . . . Vodič V okolí vodiče s proudem mají indukční čáry směr soustředných kružnic Při určování směru indukčních čar (působení magnetického pole) se používá pravidlo pravé ruky (pravotočivého šroubu) + Směr do nákresny U cívky je směr indukčních čar a místo, kde se nachází severní pól, určen obdobným pravidlem pravé ruky

Magnetické pole cívky Teče el. proud + + + + + . . . . . Jeden vodič s el. proudem Vodič + + + + + + + + + + + + + . . . . . . . . . . . . . Tři vodiče s el. proudem Do pracovního listu napište všechny možnosti, které poskytuje cívka pro zvětšení magnetického pole Jak se dá zvětšení magnetického pole graficky vyjádřit? Překreslete cívku a graficky znázorněte toto zvětšené magnetické pole. Obdobný efekt jako svazek vodičů s proudem udělá jeden vodič upravený do tvaru cívky. Účinky magnetického pole se dají zvětšit následujícím způsobem: Zvětšením velikosti el. proudu Zvýšením počtu závitů cívky Změnou prostředí uvnitř cívky – vložením např. železného jádra

Intenzita magnetického pole Cívka má 9 závitů a teče jí proud 2 A. Jak velké je magnetomotorické napětí a intenzita magnetického pole? B A C Fm = 9 . 2 A = 18 Az H = Fm / l = 18 Az / 0,3 m = 60 Az. m-1 Intenzita magnetického pole je vektor a má proto všechny jeho vlastnosti: Velikost Směr Orientaci Nakreslete směry vektoru intenzity magnetického pole v bodech A, B, C! 300 mm solenoid Změní se velikost intenzity magnetického pole zasunutím železného jádra do dutiny solenoidu? NE Změní se velikost působení magnetického pole v těsné blízkosti dutiny cívky na jiné feromagnetické předměty zasunutím železného jádra? ANO

Indukce magnetického pole B … magnetická indukce, jednotka [T] - tesla N Silové účinky magnetického pole se mění s prostředím, ve kterém se pole nachází Tyto účinky lze posuzovat podle velikosti sil, kterými toto pole vtahuje feromagnetické látky Železný předmět Vzduch S B = m . H m je konstanta, která určuje vliv prostředí na velikost magnetické indukce Podle velikosti magnetické indukce posuzujeme materiály, jak jsou vhodné pro vznik magnetického pole. F [T, Wb, m2] B = S Magnetický indukční tok F Plocha, kterou prochází indukční tok Pole je homogenní

Elektromagnetická indukce Naprostou většinu elektrické energie získáváme v generátorech, kde se využívá elektromagnetická indukce. Při každém vložení a vyjmutí magnetu se ukazatel miliampérmetru vychýlí. Obvodem tedy projde elektrický proud. Říkáme, že v cívce se indukuje napětí a připojeným obvodem prochází proud. Jakmile se v okolí vodiče mění magnetický indukční tok, indukuje se ve vodiči napětí Na internetu najděte Lenzovo pravidlo (Lenzův zákon) – přepište jej do pracovního listu Překreslete cívku do pracovních sešitů, pomocí „křížku“ a „tečky“ pak nakreslete směr proudu v závitech cívky při pohybu magnetu směrem do cívky (stejná poloha severního pólu jako na snímku) Prohlédněte si video a popište, jak se zde lišil pokus s cívkou proti obrázku na tomto snímku VIDEO: http://www.youtube.com/watch?v=hsVzKsf9XQM

 Ei Ui = B.l.v.sin a B l v Pravidlo pravé ruky Řadou měření se zjistilo, že indukované napětí v přímém pohyblivém vodiči je přímo úměrné součinu magnetické indukce B, aktivní délky l vodiče a rychlosti v vodiče. B l  Ui = B.l.v.sin a Napište, jakým způsobem zde dochází ke změnám magnetického pole. Indukovalo by se ve vodiči elektromotorické napětí, pokud by se pohyboval ve směru indukčních čar? Jaký úhel musí svírat vodič s indukčními čarami, aby se indukovalo při konstantní rychlosti pohybu největší napětí? Pokuste se správně popsat, co je myšleno pojmem aktivní délka vodiče. v Flemingovo pravidlo pravé ruky: Pravou ruku přiložíme k vodiči tak, aby indukční čáry vstupovaly do dlaně a odvrácený palec ukazoval směr rychlosti pohybu vodiče. Potom napjaté prsty ukazují směr elektromotorického indukovaného napětí.

Konec prezentace Všechny materiály a obrázky jsou z archivu autora.