DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0969 Název školy Gymnázium Česká a Olympijských nadějí, České Budějovice, Česká 64 Název materiálu Stacionární magnetické pole – magnetická indukce Autor Hana Hrádková Tematický okruh Fyzika Ročník Septima, třetí ročník Datum tvorby říjen 2012 Anotace Cílem prezentace je seznámit studenty s možností kvantifikovat magnetické pole. Metodický pokyn Prezentace je určena jako výklad do hodiny i jako materiál k samostudiu. Možnosti využití: promítání, práce studentů u PC. Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora

STACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE Magnetická indukce

Opakování: V magnetickém poli působí magnetické síly. Magnetickými silami na sebe vzájemně působí jednotlivá magnetická pole vytvořená např. proudem ve vodiči a permanentním magnetem mezi cívkami mezi permanentními magnety mezi dvěma vodiči s proudem.

Homogenní magnetické pole je možné modelovat pomocí dvou nesouhlasných rozlehlých pólů magnetu v malé vzdálenosti od sebe. magnetické indukční čáry jsou navzájem rovnoběžné. Umíme určit velikost magnetické síly?

Magnetická indukce Zkoumáme: homogenní magnetické pole, vodič kolmo k indukčním čarám tohoto pole. Velikost magnetické síly je: přímo úměrná proudu I, který prochází vodičem F ~ I přímo úměrná délce l části vodiče, která je v magnet. poli (tzv. aktivní délka) - F ~ l

V uvažovaném případě tedy platí: veličina B má význam konstanty úměrnosti, charakterizuje silové účinky magnetického pole a nazývá se magnetická indukce. V homogenním magnetickém poli má stále stejnou velikost (B = konst.).  

Má směr magnetických indukčních čar vektorová veličina B Urči jednotku (tesla) [B] = NA-1m-1 = T Nikola Tesla - chorvatský elektrotechnik, žil v Americe, kde proslul vynálezy v oblasti elektrických strojů a vysokých frekvencí 9. 7. 1856 - 7. 1. 1943

Jednotka 1 tesla je poměrně velká - velikost magnetické indukce permanentního magnetu je řádově 10-2 – 10-1 T. Velikost magnetické indukce Země je v našich zeměpisných šířkách řádově 10-5 T. Pro laboratorní účely se konstruují elektromagnety, u nichž má magnetické pole velikost magnetické indukce velikosti řádově jednotek tesla.

Velikost magnetické síly závisí na úhlu a, který svírá vodič s indukčními čarami magnetického pole: α

Fm = 0 pro α = 0 sin α = 0 Na vodič umístěný do homogenního magnetického pole rovnoběžně s indukčními čarami magnetická síla nepůsobí

Magnetická síla Fm je kolmá jak na vodič, tak na magnetické indukční čáry a tedy i na magnetickou indukci B. I F B B I Fm

Opakujeme: K určení jejího směru používáme Flemingovo pravidlo levé ruky: Položíme-li otevřenou levou ruku k přímému vodiči tak, aby prsty ukazovaly dohodnutý směr proudu a indukční čáry magnetu vstupovaly do dlaně, ukazuje odtažený palec směr síly, kterou působí magnetické pole na vodič s proudem.

Zdroje: LEPIL, Oldřich; ŠEDIVÝ, Přemysl. Fyzika pro gymnázia: Elektřina a magnetismus. Praha: Prometheus, 2009, ISBN 978-80-7196-202-1.