Magnetismus a indukce

Jak to funguje

Cívkou prochází magnetický tok Φ, který závisí na poloze magnetu. Napětí se indukuje jen tehdy, když se tok mění: podle Faradayova zákona je úměrné počtu závitů N a rychlosti změny toku. Stojící magnet, i velmi silný, žádné napětí nevyvolá. Znaménko určuje Lenzův zákon – indukovaný proud působí proti změně, která ho vyvolala, proto se při obrácení pohybu obrátí i napětí. V uzavřeném obvodu teče proud I = ε / R.

ε = −N · dΦ/dtI = ε / Rpole vodiče: B = μ₀I / (2πr)

Vyzkoušejte si

1. V režimu „Indukce“ klikněte na „Pomalu a rychle“, nebo táhněte magnetem k cívce nejdřív pomalu a potom rychle. Rychlejší pohyb vychýlí ampérmetr víc; když magnet zastavíte, napětí klesne na nulu.
2. Spusťte „Kmitat magnetem“ a zvyšte „Frekvenci pohybu“ z 0,25 na 0,5 Hz. Magnet projde stejnou dráhu dvakrát rychleji, takže se špičkové napětí zdvojnásobí. Stejně působí i dvojnásobný počet závitů.
3. Klikněte na „Přerušený obvod“. Na koncích cívky se napětí indukuje dál, ale proud je nulový, protože obvod není uzavřený.
4. Klikněte na „Obrať směr“. V poli vodiče s proudem 5 A je ve vzdálenosti 18 cm pole asi 5,6 µT. Po obrácení proudu se kruhové siločáry i střelka kompasu otočí opačně.

Co model zjednodušuje

Magnet je nahrazen bodovým dipólem a cívka ideální kruhovou smyčkou o poloměru 6 cm; při průchodu středem cívky používá demo vyhlazený didaktický model toku. Vlastní indukčnost cívky a zpětné působení proudu na pohyb magnetu se zanedbávají. Siločáry nezahrnují pole indukovaného proudu.

Související experimenty

• Elektrické obvody
• Obvody RLC
• Fourierovy řady