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 Nestacionární magnetické pole – Lenzův zákon Autor Hana Hrádková Tematický okruh Fyzika Ročník Septima, třetí ročník Datum tvorby Říjen 2012 Anotace Cílem prezentace je seznámit studenty s Lenzovým zákonem. Metodický pokyn Prezentace je určena jako výklad do hodiny i jako materiál k samostudiu. Možnosti využití: promítání, práce jednotlivců nebo dvojic u PC. Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora

NESTACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE Indukovaný proud Lenzův zákon

Otázka: Proč – ve vzorci Faradayova zákona? Co už víme? Elektromagnetická indukce … Faradayův zákon elektromagnetické indukce … Otázka: Proč – ve vzorci Faradayova zákona?

Heinrich Friedrich Emil Lenz 12.02. 1804 – 10.02. 1865 Lenzův zákon popisuje velikost a směr indukovaného proudu, který odpovídá indukovanému napětí Heinrich Friedrich Emil Lenz (1804 - 1865) a v roce 1834 formuloval Lenzův zákon. Jakousi obdobu Lenzova zákona známe z běžného života: v krajině, do níž byl proveden zásah (např. povrchová těžba, skládka, …) dochází výrazně rychleji k regeneraci porostu; čím častěji se mladý muž holí, tím rychleji mu rostou vousy; … Zkrátka následek (růst porostu, růst vousů, …) působí vždy proti příčině (zničení porostu, oholení tváře, …). Heinrich Friedrich Emil Lenz 12.02. 1804 – 10.02. 1865 ruský fyzik

Pokus: měděný (popř. hliníkový – dobrý vodič, neferomagnet. látka) Pokus: měděný (popř. hliníkový – dobrý vodič, neferomagnet. látka) kroužek zavěsit a navléknout na jádro cívky Neprochází proud Závěs ve svislé poloze

1) Uzavřeme obvod Kroužek se oddálí Video: http://fyzweb.cz/materialy/videopokusy/POKUSY/MAGNETICKEDELO/INDEX.HTM

2) otevřeme obvod Kroužek přiskočí

Vysvětli pokus na základě elektromagnetické indukce 1) uzavřeme obvod S N N S Směr proudu Vysvětlení: Při změně proudu v obvodu se v prstenci indukuje proud opačného směru než prochází cívkou – snaha zeslabit narůstající vnější magnetické pole.

N S N S 2) otevřeme obvod Směr proudu Vysvětlení: Při změně proudu v obvodu se v prstenci indukuje proud stejného směru jako v cívce - snaha udržet slábnoucí vnější magnetické pole

Lenzův zákon: indukovaný elektrický proud v uzavřeném obvodu má takový směr, že svým magnetickým polem působí proti změně magnetického indukčního toku, která je jeho příčinou. Pro indukovaný proud Ii platí vztah: a) delta fi > 0 napětí má takovou polaritu, že indukovaný proud vytváří magnetické pole s opačným směrem indukčních čar b) delta fi < 0 směr indukčních čar indukovaného magnetického pole je souhlasný se směrem magnetického pole, které elektromagnetickou indukci vyvolalo poznámka pro mě: a) dávám magnet dovnitř, to znamená, že tam vlastně přidávám B, cívka (teda na obrázku závit) působí proti změně – tedy směr magnetické indukce je opačný – pokud použiju pravou ruku, tak prsty jsou směr proudu a palec je směr magnetické indukce Aplet http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/lenzlaw/index.html http://phet.colorado.edu/sims/faraday/faraday.jnlp http://phet.colorado.edu/sims/faradays-law/faradays-law_en.html

Kontrola pozornosti! 1) Po sepnutí procházel obvodem stálý proud a kroužek se vrátil do svislé polohy . Proč? 2) Prohlédni si video – proč v tomto případě oddálení kroužku trvá? http://fyzweb.cz/materialy/videopokusy/POKUSY/LEVITUJICIKROUZEK/INDEX.HTM 3) Při stejném pokusu, ale s přerušeným kroužkem, kroužek nereagoval na sepnutí ani vypnutí. Proč?

Vířivé Foucaltovy proudy Vznik indukovaných proudů i v masivních elektrických vodičích (plechy, desky, hranoly - miniaturní víry), které jsou v proměnném magnetickém poli. tlumí pohyb - způsobí zahřátí vodičů – indukční brzda (rotoped) v tachometrech v elektroměrech http://fyzweb.cz/materialy/videopokusy/POKUSY/MAGBRZDA/INDEX.HTM indukční ohřev indukční pece indukční varné desky ztráty elektrické energie - jádra cívek z jednotlivých plechů

Zdroje: LEPIL, Oldřich; ŠEDIVÝ, Přemysl. Fyzika pro gymnázia: Elektřina a magnetismus. Praha: Prometheus, 2009, ISBN 978-80-7196-202-1 http://fyzweb.cz/materialy/videopokusy/POKUSY/MAGNETICKEDELO/INDEX.HTM http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/lenzlaw/index.html http://phet.colorado.edu/sims/faraday/faraday.jnlp http://phet.colorado.edu/sims/faradays-law/faradays-law_en.html Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora.