VLASTNÍ INDUKCE

Cívka v nestacionárním magnetickém poli Dochází k jevu elektromagnetické indukce, cívkou protéká indukovaný proud. 2

Zapneme-li elektrický obvod, v němž je cívka ... + - V cívce začíná protékat elektrický proud (mění se, roste) a mění se také magnetický indukční tok cívkou.

Při zapnutí a vypnutí elektrického obvodu, v němž je cívka ... + - Cívka se nachází ve vlastním nestacionárním magnetic- kém poli.

I Při zapnutí a vypnutí elektrického obvodu, v němž je cívka, nastává jev elektromagnetické indukce. I + - Vlastní indukce - cívka je ve svém vlastním nestacio- nárním magnetickém poli.

I Změna magnetického indukčního toku cívkou DF je Souvislost mezi změnou proudu a změnou magnetického indukčního toku při zapnutí a vypnutí obvodu. I + - Změna magnetického indukčního toku cívkou DF je přímo úměrná změně elektrického proudu DI cívkou.

Důkaz DF =kDI : změna magnetické indukce cívky: změna magnetického indukčního toku cívkou: dosazením ... L - indukčnost cívky

L - indukčnost cívky (fyzikální veličina charakterizující vlastnosti cívky) N - počet závitů cívky S - obsah průřezu cívky l - délka cívky m0 - permeabilita prostředí jádra cívky

Joseph Henri Henry (1797 -1878), americký fyzik

Při zapnutí a vypnutí proudu v obvodě s cívkou se v cívce indukuje elektromotorické napětí Ui. Podle Faradayova zákona ... Dosazením za ... Ui - indukované napětí při vlastní indukci

I Směr indukovaného proudu a polarita napětí při vlastní indukci + - Lenzův zákon: Indukovaný proud svým magnetickým účinkem brání příčině, která ho vyvolala.

Ui I Směr indukovaného proudu a polarita napětí při vlastní indukci - + - I + - Při zapnutí obvodu má indukovaný proud opačný směr než proud z připojeného zdroje napětí.

Ui I Směr indukovaného proudu a polarita napětí při vlastní indukci + - + I + - Při vypnutí obvodu má indukovaný proud stejný směr jako proud z připojeného zdroje napětí.

Ui= - Ue Podle Ohmova zákona ... Dosazením za Ui ... Velikost indukovaného napětí při zapnutí obvodu Podle Ohmova zákona ... Dosazením za Ui ... v t = 0 s je I = 0 A, tedy Ui= - Ue Při zapnutí má indukované napětí v cívce stejnou hod- notu jako napětí zdroje.

Experiment: V elektrickém obvodu jsou dvě větve – s rezistorem a žárovkou a cívkou s jádrem a žárovkou. R Ž1 L Ž2 + - Při zapnutí proudu se Ž2 rozsvítí později. Při vypnutí proudu Ž2 zhasne později.

Časový průběh proudu v obvodu s rezistorem 50 100 150 200 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Proud IR v obvodu s rezistorem vzroste a ustálí se hned po uzavření obvodu.

Časový průběh proudu při zapnutí obvodu s cívkou 50 100 150 200 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Dt = (10-3 - 10) s Proud IL v obvodu s cívkou roste postupně a ustálí se poz- ději než proud IR (indukovaný proud brání vzniku proudu).

Časový průběh napětí při vypnutí obvodu s cívkou 0,5 1,5 2,0 2,5 0,1 0,2 0,3 0,4 0,6 0,7 0,8 0,9 V okamžiku vypnutí má indukované napětí stejnou pola- ritu jako napětí zdroje. Výsledné napětí UV=Ue+Ui.

Časový průběh proudu při vypnutí obvodu s cívkou 50 100 150 200 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Proud IL v obvodu s cívkou klesá postupně a nulový je poz- ději než proud IR (indukovaný proud brání zániku proudu).

Experiment: V elektrickém obvodu je 1,5 V baterka, tlačítkový spínač a cívka s uzavřeným jádrem. + - Při rozpojení obvodu pro napětí platí: UV=Ue+ Ui. Velikost Ui závisí od indukčností cívky.

Řešte úlohu: Proud v cívce se rovnoměrně zmenšil o 1,8 A za čas 0,2 s. Jaká byla indukčnost cívky, indukovalo-li se přitom na ní elektromotorické napětí 45 mV? L = 5mH

Řešte úlohu: Jaká byla rychlost časové změny proudu v cívce s indukčností 2,3 H, když na ní bylo jistou velmi krátkou dobu konstantní indukované elektromotorické napětí 250 V?

Test 1 Při zapnutí elektrického proudu v obvodu s cívkou její indukčnost: a) brání nárůstu proudu, b) podporuje nárůst proudu, c) neovlivňuje nárůst proudu. 1

Test 2 Při vypnutí elektrického proudu v obvodu s cívkou její indukčnost: a) brání nárůstu proudu, b) podporuje nárůst proudu, c) neovlivňuje nárůst proudu. 2

Test 3 Indukčnost cívky závisí na: a) počtu závitů, b) délce cívky, c) permeabilitě jádra, d) obsahu průřezu závitu. 3

Test 4 Indukované napětí na cívce v okamžiku zapnutí elektrického obvodu má velikost: a) Ui = 0 V, b) Ui = Ue , c) Ui >> Ue. 4

Test 5 Indukované napětí na cívce v okamžiku vypnutí elektrického obvodu má velikost: a) Ui = 0 V, b) Ui = Ue , c) Ui >> Ue. 5

Test 6 Jednotkou indukčnosti cívky je: a) [L] = weber, b) [L] = henry, c) [L] = volt, d) [L] = kelvin. 6