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 – elektromagnetická indukce Autor Hana Hrádková Tematický okruh Fyzika Ročník Septima, třetí ročník Datum tvorby Říjen 2012 Anotace Cílem prezentace je seznámit studenty s pojmem elektromagnetická indukce. 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 Elektromagnetická indukce

Vodičem neprochází proud Historie: 1820 – Oersted zjistil, že elektrický proud vyvolává ve svém okolí magnetické pole Vodičem neprochází proud Pokus s elektromagnetickou indukcí v cívce (cca 600 z) zapojenou na demonstrační ampérmetr. Přeneseme se do roku 1831, kdy se Faraday již desátý rok snaží přeměnit magnetismus v elektřinu. Farady si mumlá, že to musí jít, že manželka bude koukat až na to přijde bude slavný. Přikládá magnet různými stranami k cívce, poté cívku připojí k ampérmetru a čeká, kdy se objeví proud (kvůli tomu, že připojuje ampérmetr vždy až ve chvíli, kdy magnet vůči cívce stojí, samozřejmě nic nenaměří). Farady propadá s každým dalším pokusem větší beznaději. Když ho napadne nový poloha magnetu vůči cívce objeví se v jeho chování záchvěv naděje, ale nakonec propadá naprosté beznaději. V záchvatu bezmoci popadá magnet, který je zrovna uvnitř cívky (zapojené od minulého neúspěšného pokusu v ampérmetru) a se slovy „to se na to můžu klidně ...“ ho odhazuje v dáli. Ručička ampérmetru se pohne - elektrický proud vzniká v cívce pouze, když se magnetické pole mění. Vodičem prochází proud – magnetka se vychýlí

⇒10 let experimentů Žádná výchylka Michael Faraday 1821: neexistuje opačný jev? – získat elektřinu z magnetického pole? ⇒10 let experimentů Magnet v klidu

Anglický fyzik, chemik a velký experimentátor Michael Faraday 22. 9 Dánský fyzik, chemik, filozof Hans Christian Oersted 14. 8. 1777 - 9. 3. 1851

Pohyb magnetu – zasouvání a vysouvání Michael Faraday 1831: Výchylka ! Pohyb magnetu – zasouvání a vysouvání

⇒ napětí v cívce vzniká, když se v okolí cívky mění mag ⇒ napětí v cívce vzniká, když se v okolí cívky mění mag. pole ⇒ nestacionární magnetické pole Tento fyzikální děj se nazývá elektromagnetická indukce Při změně magnetického pole v okolí cívky se v cívce indukuje elektrické pole. Na koncích cívky vzniká indukované elektromotorické napětí Ui a uzavřeným obvodem prochází indukovaný proud Ii.

Charakteristika nestacionárního magnetického pole: časově proměnné magnetické pole ⇒ vektor B v daném místě není konstantní vzniká: pohybem permanentního magnetu nebo elektromagnetu pohybujícím se vodičem s konstantním nebo proměnným proudem nepohybujícím se vodičem, kterým protéká časově proměnný elektrický proud

Indukované elektromotorické napětí Ui vzniká ve vodiči (cívce): Při vzájemném pohybu permanentního magnetu nebo elektromagnetu a cívky

v pohybujícím se vodiči s konstantním nebo proměnným proudem v magnetickém poli Na elektrony v pohybujícím se vodiči působí magnetická síla (Fleming. pr. lev. ruky) a přesouvá je k jednomu kraji. B v

v sekundární cívce jako důsledek změn proudu v primární cívce (sepnutí nebo rozpojení obvodu) http://www.daviddarling.info/encyclopedia/E/electromagnetic_induction.html

Pozor! Neplést dva pojmy: magnetická indukce je fyzikální veličina, zatímco elektromagnetická indukce je fyzikální jev!

Aplety: http://phet.colorado.edu/sims/faraday/faraday.jnlp http://phet.colorado.edu/sims/faradays-law/faradays-law_en.html

Zdroje: LEPIL, Oldřich; ŠEDIVÝ, Přemysl. Fyzika pro gymnázia: Elektřina a magnetismus. Praha: Prometheus, 2009, ISBN 978-80-7196-202-1 http://www.daviddarling.info/encyclopedia/E/electromagnetic_induction.html Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora.