Bc. Karel Hrnčiřík Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/03.0009.

Prezentace na téma: "Bc. Karel Hrnčiřík Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/03.0009."— Transkript prezentace:

1 Bc. Karel Hrnčiřík Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/03.0009

2 Magnetické pole je kolem vodiče s proudem. Magnetka se natáčí ve směru tečny ke kruhové magnetické indukční čáře. Orientaci magnetických indukčních čar udává Ampérovo pravidlo pravé ruky: Položíme-li pravou ruku v okolí vodiče s proudem tak, že palec ukazuje dohodnutý směr proudu ve vodiči, pokrčené prsty ukazují orientaci indukčních čar. viz aplet http://www.walter-fendt.de/ph14cz/mfwire_cz.htmhttp://www.walter-fendt.de/ph14cz/mfwire_cz.htm

3 Magnetická síla působící na vodič s proudem v magnetickém poli. Magnetická indukce: B [T - tesla] F m = B. I. L B = F m / I. L F m – magnetická síla I – proud ve vodiči L – délka vodiče

4 Směr Lorentzovy síly F m se určí Flemingovým pravidlem levé ruky. Položíme-li levou ruku na vodič tak, aby magnetické indukční čáry vstupovaly do dlaně a prsty mířily v dohodnutém směru proudu, palec ukazuje směr Lorentzovy síly.

5 Lorentzova síla Fm viz aplet http://www.walter-fendt.de/ph14cz/lorentzforce_cz.htmhttp://www.walter-fendt.de/ph14cz/lorentzforce_cz.htm

6 Síla působící mezi dvěma vodiči s proudem Dva dlouhé přímé vodiče vedle sebe... vzájemná vzdálenost d, protékající proudy I 1, I 2. Vodiče na sebe působí silou - prostřednictvím svých magn. polí.

7 Proud prochází stejným směrem. V oblasti mezi vodiči jdou siločáry obou magnetických polí proti sobě - pole se zeslabuje, v oblasti vně vodičů mají siločáry obou polí stejný směr - pole se zesiluje a vodiče jsou tlačeny k sobě. Proud prochází opačným směrem. V oblasti mezi vodiči mají siločáry obou polí stejný směr - pole se zesiluje, v oblasti vně vodičů jdou siločáry obou magnetických polí proti sobě - pole se zeslabuje a vodiče jsou taženy od sebe.

8 Cívka - je to vodič namotaný na pevnou kostru - umožňuje zvýšení účinnosti magnetického pole - magnetická indukce B (velikost magnetického pole) - magnetická indukce v dutině cívky závisí na počtu závitů a jádře z magneticky měkké oceli, vloženém do cívky a také na velikosti proudu

9 - při průchodu el. proudu má cívka magnetické póly, magnetické pole vně i uvnitř cívky určuje pravidlo pravé ruky - určení severního pólu, - cívka s jádrem z magneticky měkké oceli (zesílení magnetického pole) Magnetické pole cívky Směr siločar magnetického pole závitu nebo cívky se určí Ampérovým pravidlem pravé ruky: Vezmeme cívku do ruky tak, aby pokrčené prsty ukazovaly směr proudu v cívce. Odchýlený palec pak ukáže směr siločar uvnitř cívky. (severní pól elektromagnetu)

10 - elektrický zvonek, - elektromagnetické relé (spínač), -jistič Elektromagnet http://kabinet.fyzika.net/aplety/Buzzer/Buzzer.html Elektromagnetické relé se skládá z řídícího obvodu s cívkou a z řízeného obvodu. Pomocí řídícího obvodu můžeme spínat nebo přerušovat řízený obvod.

11 Otáčení proudové smyčky v magnetickém poli. Elektromotor s komutátorem - stroj, který přeměňuje elektrickou energii na pohybovou (Ek rotačního pohybu) - v prostoru mezi póly magnetu se otáčí cívka s proudem v magnetickém poli - je složen ze statoru (část v klidu, obvykle magnet) a z rotoru (otáčející se část, obvykle 1 nebo více cívek na pájených proudem) a z komutátoru (napájí proudem rotor, mění směr proudu v cívkách rotoru) - užívá se ve vysavači, hračkách k pohonu, pohonu tramvají, lokomotiv

12 Elektromagnetická indukce - jev, kdy při změně magnetického pole v okolí cívky vzniká v obvodu cívky proud - je to indukovaný proud a indukované napětí - rychlejší změny pole znamenají větší indukovaný proud - pojmenoval jej Michael Faraday (1831) - vzniká i v případě dvou cívek (primární, sekundární), změny magnetického pole se ocelovým jádrem přenáší do dutiny druhé cívky, což využívají zapalovací cívky motorů a transformátory - slouží k přeměně pohybové energie na elektrickou v generátorech el. proudu Využití elektromagnetické indukce: - alternátor, dynamo, zapalovací svíčky v motorech, transformátory, elektrická kytara, elektromotory, indukční varné desky, indukční pece,...

13 Dynamo http://www.walter- fendt.de/ph14cz/electricmotor_cz.htm Elektrický generátor, který je potom zdrojem stejnosměrného napětí Při otáčení závitu ve stejnou magnetickém poli vzniká v něm střídavé napětí, které se komutátorem usměrňuje. Uzavřeným obvodem připojeným k dynamu prochází jednosměrný proud, jehož velikost se periodicky mění, ale směr zůstává stálý. Takový proud se nazývá stejnosměrným pulzujícím proudem.

14 Generátor střídavého proudu http://www.walter- fendt.de/ph14cz/generator_cz.htm je elektrický stroj, sloužící k přeměně mechanické energie na energii elektrickou. Jako generátor střídavého proudu může být použit i jakýkoliv asynchronní motor, který má výhodu jednoduchosti, ale má oproti němu o něco menší účinnost, proto se používá zejména v malých elektrárnách.

15 Alternátor Alternátor je elektrický generátor, ve kterém vzniká střídavé napětí a připojeným elektrickým obvodem prochází střídavý proud. Otáčení rotoru alternátoru o 360° odpovídá jedné periodě střídavého napětí. Při výrobě napětí s frekvencí 50Hz musí rotor vykonat za jednu sekundu 50 otáček. V praxi se používají alternátory s větším počtem cívek. Frekvence rotoru alternátoru může být potom menší. V technické praxi se zpravidla používají alternátory, v nichž je kotva statorů a elektromagnet rotorem.

16 Televizní obrazovka (CRT) Elektromagnetické pole cívek ovlivňuje elektronový paprsek uvnitř obrazovky.

17 Zkušební otázky: Co víš o magnetickém poli vodiče s proudem? Co víš o síle působící mezi rovnoběžnými vodiči? Co víš o síle působící mezi vodičem a magnetickým polem? Co víš o magnetickém poli cívky? Co víš o elektromagnetické indukci? Co víš o reproduktoru a magnetoelektrickém ampérmetru?

18 Použité odkazy http://www.walter-fendt.de/ph14cz/ http://www.vossost.cz/svab/elektross/ http://kabinet.fyzika.net/aplety/java-aplety-flash-animace.php Fyzika pro gymnázia, Elektřina a magnetismus, Prometheus Závěrem bych doporučil odkaz http://phet.colorado.edu/sims/faraday/faraday_en.jnlp,http://phet.colorado.edu/sims/faraday/faraday_en.jnlp který dynamicky znázorňuje výše uvedené jevy a zákonitosti. Magnetické pole a jeho aplikace