Struktura

Vznik elektromagnetické indukce

Vznik elektromagnetické indukce

Elektromagnetická indukce je jev, při kterém vzniká při změně magnetického indukčního toku v okolí vodiče indukované napětí. Vodič je umístěn v nestacionálním magnetickém poli. 

Stacionární magnetické pole se nemění s časem. Pokud do stacionárního pole umístíme uzavřený elektrický obvod a nebudeme jím pohybovat, pak elektrickým obvodem nebude procházet žádný elektrický proud.

U nestacionárního magnetického pole dochází k časové změně magnetického indukčního toku. Pokud do nestacionárního magnetického pole umístíme elektrický obvod, dojde ke vzniku indukovaného napětí a začne jím procházet proud.

Elektrickým obvodem může začít procházet proud, pokud nastane některá z následujících situací, příp. několik z následujících situací:

  • elektrický obvod se pohybuje v blízkozti stacionárního magnetického pole,
  • začnou se pohybovat zdroje magnetického pole,
  • dojde ke změně magnetického pole, např. v důsledku změny elektrických proudů, které jsou zdrojem magnetického pole.

V důsledku změny magnetického pole v okolí cívky se v cívce začne indukovat elektrické napětí a v uzavřeném obvodu začne procházet elektrický proud. Směr proudu je závislý na směru změny magnetického pole a na orientaci pólů magnetu vůči cívce.

Uvedené situace způsobí indukci napětí a v uzavřeném obvodu i průchod elektrického proudu i v případě, že obvod není připojen ke zdroji napětí. Ve všech případech vzniká v elektrickém obvodu proud tím, že na nabité částice elektrického obvodu začnou působit síly, které je uvedou do pohybu.

Příklady vzniku indukovaného napětí v cívce

1) Pohybujeme-li magnetem v cívce.

Cívka s větším počtem závitů je spojena s galvanometrem. Do dutiny cívky se rychle zasouvá magnet. Ukazatel galvanometru se vychýlí, ale zase se vrátí do nulové polohy. V civce se indukuje napětí. Stejně se indukuje při vysunutí magnetu z cívky, ale proud v obvodu má opačný směr. Mezi svorkami je při vysunutí magnetu opačně pólované napětí.

obrazek

Obr. 1: Pohyb magnetu v cívce

2) Pohybujeme-li cívkou v blízkosti magnetu.

Magnet upevníme a cívku nasouváme na magnet. Výchylka galvanometru je obdobná jako v předcházejícím případě. V cívce se tedy indukuje napětí a připojeným obvodem prochází indukovaný proud.

obrazek

Obr. 2: Pohyb cívky v blízkosti magnetu

3) Máme-li jednu cívku připojenou ke zdroji a druhou cívkou pohybujeme v její blízkosti, ve druhé cívce se indukuje napětí, případně měníme velikost střídavého napájecího napětí či kmitočet v napájecí cívce.

Postavíme vedle sebe dvě cívky. První (primární) cívku spojíme se zdrojem napětí a ke druhé (sekundární) cívce připojíme galvanometr. Ukazatel galvanometru ukazuje výchylku v okamžiku, kdy primární cívkou začne nebo přestane procházet elektrický proud. V sekundární cívce se indukuje napětí, je tedy zřejmé, že příčinou indukovaného napětí není pohyb cívky.  

obrazek

Obr. 3: Vzájemné působení dvou cívek

Při zasouvání magnetu do cívky nebo při připojení proudu v primární cívce se magnetický indukční tok v sekundární cívce zvětšoval. Při vysouvání magnetu z dutiny cívky nebo při odpojení od zdroje se magnetický indukční tok zmenšoval.

Indukované napětí tedy vzniká při změně magnetického indukčního toku v okolí vodiče. Tento jev se nazývá elektromagnetická indukce a využívá se především u elektrických strojů.

Zdroje

  • BLAHOVEC, A. Elektrotechnika I. 1. vyd. Praha: Informatorium, 1995. ISBN 80-85427-72-9.
  • TKOTZ, Klaus et al. Příručka pro elektrotechnika. 2. doplněné vyd. Praha: Europa – Sobotáles, 2006. ISBN 80-86706-13-3.
  • VOŽENÍLEK, Ladislav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 3. vyd. Praha: SNTL – Nakladatelství technické literatury, 1990. ISBN 80-03-00435-7.
  • Autor: neznámý. www.wikipedia.org [cit.25.5.2015] Dostupné na http://cs.wikipedia.org/wiki/Z%C3%A1kon_elektromagnetick%C3%A9_indukce

Obrázky

  • Obr. 1: VOŽENÍLEK, Ladislav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 3. vyd. Praha: SNTL – Nakladatelství technické literatury, 1990. ISBN 80-03-00435-7.
  • Obr. 2: VOŽENÍLEK, Ladislav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 3. vyd. Praha: SNTL – Nakladatelství technické literatury, 1990. ISBN 80-03-00435-7.
  • Obr. 3: VOŽENÍLEK, Ladislav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 3.  vyd. Praha: SNTL – Nakladatelství technické literatury, 1990. ISBN 80-03-00435-7.

Procvič si

1. Za jakých podmínek se indukuje ve vodiči napětí?

2. Uveď příklady za jakých se může ve vodiči indukovat napětí?

Logolink