Transcript Číslo a název projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0619 OP: Vzdělávání pro konkurenceschopnost Zvyšování vzdělanosti pomocí e-prostoru Název a adresa školy Soukromá střední škola a jazyková škola s.

Číslo a název projektu
CZ.1.07/1.5.00/34.0619 OP: Vzdělávání pro konkurenceschopnost
Zvyšování vzdělanosti pomocí e-prostoru
Název a adresa školy
Soukromá střední škola a jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Č. Budějovice,
s.r.o., Jeronýmova 28/22,
České Budějovice
Kód materiálu
Klíčová aktivita III/2
Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Název materiálu
18. Magnetické pole
Autor
Mgr. Miroslav Dušek
Tematická oblast
Fyzika – Elektřina a magnetismus
Anotace
Vzdělávací materiál je určen pro Obchodní akademii a Ekonomické lyceum Materiál obsahuje
výklad k problematice magnetického pole.
Ročník
2.ročník Obchodní akademie, Ekonomické lyceum
Datum tvorby
září -říjen 2013
Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora
Magnetické pole
Magnetické pole Země
• zeměkoule – obrovský magnet – vytváří
magnetické pole
• Magnetické indukční čáry – popis
silových účinků na magnetické materiály
• Střelka kompasu – magnetka se
SEVERNÍM a JIŽNÍM pólem
• Tyto póly jsou nedělitelné !
• Opačné póly magnetu se přitahují –
souhlasné póly se odpuzují
Magnetické pole Země
[1]
Magnetické pole elektrického
přímého vodiče
• Prochází-li vodičem
elektrický proud, vytváří
kolem vodiče
magnetické pole.
• Ampérovo pravidlo pravé
ruky:
– Uchopíme-li vodič do
pravé ruky tak, aby palec
mířil ve směru proudu,
budou zahnuté prsty
ukazovat směr
indukčních čar.
[2]
Magnetické pole cívky (solenoid)
• Cívka(solenoid) – magnetické pole působí
na vodič pod proudem silou:
• F = B.I.l
» F…síla, B..indukce, I..proud, l…délka vodiče
• Flemingovo pravidlo levé ruky ( určení směru
magnetické síly) : Položíme-li levou ruku k
přímému vodiči tak, aby magnetické indukční
čáry vstupovaly do dlaně a natažené prsty
ukazovaly směr proudu, pak kolmo
vychýlený palec ukazuje směr magnetické
síly.
Velikost přitažlivé síly
I1 I 2
Fk
l
d
0 r
k
2
d…vzdálenost vodičů
l….délka vodičů
I1,I2…velikost proudů
k…vlastnost prostředí
k=2.10-7 N.A-2
μ0…..permeabilita vakua
μ0=1,257.10-6 H.m-1
μr….relativní permeabilita
Vztah mezi permitivitou a permeabilitou
1
 0 0  2
c
c…rychlost světla ve vakuu
Magnetické pole cívky
[3]
Flemingovo pravidlo levé ruky
[4]
Druhy magnetických materiálů
• Diamagnetické látky – oslabují vnější
magnetické pole μr<1
• Paramagnetické látky – lehce zesilují
magnetické pole μr>1
• Feromagnetické látky – výrazně zesilují
magnetické pole ( Fe,Ni)
μr>>1
• Využití : elektromagnety, magnetické relé
(spínače, jističe,transformátory…)
Magnet a elektromagnet
• Přírodní magnetické látky(magnetovec) –
permanentní (trvalý) magnet
• Cívka s FE jádrem (feromagnetické) –
dočasný magnet – elektromagnet
• Využití: manipulace s železnými předměty (železný šrot),
automatické propojování el.obvodů – magnetické relé
• Magneticky měkké látky – po vypnutí proudu
magnet mizí
• Magneticky tvrdé látky – magnetické vlastnosti
má materiál i po vypnutí proudu
Elektromagnetická indukce
• M.Faraday – pohybujeme-li kolem vodiče
(cívky) magnetickým polem, vzniká ve
vodiči indukovaný proud.
• Magnetický indukční tok – fyzikální
veličina určující hustotu siločar protínající
plochu závitu cívky Φ=B.S.cosα
• Jednotka – Wb (Weber)
• Φ=N.B.S …výsledný indukční tok v cívce s N
závity
Faradayův zákon
elektromagnetické indukce
• Při časové změně indukčního toku plochou
ohraničenou závitem cívky, se v závitu
indukuje elektromotorické napětí. Změní-li
se magnetický indukční tok za dobu Δt o Φ,
bude střední indukované napětí rovno

Ui 
t
Způsoby změny magnetického
indukčního toku
1. Pohybem magnetu blízko nehybné smyčky
2. Pohybem smyčky v nehomogenním
magnetickém poli
3. Otáčením smyčky v homogenním
magnetickém poli
4. Změnou obsahu plochy smyčky umístěné v
magnetickém poli
5. Změnou proudu procházejícího v jiné blízké
smyčce
Lenzův zákon
• Směr indukovaného
proudu je vždy takový,
aby jeho mg.pole
působilo proti změně,
která ho vyvolala, aby ji
oslabovalo.
[5]
• Vířivé Foucoultovy proudy –
v uzavřeném kompaktním
vodiči
• Využití: magnetické brždění,
otáčení elektroměru,indukční
ohřev…
Princip indukčního ohřevu
[6]
Použité zdroje:
SVOBODA, Emanuel aj. Přehled středoškolské fyziky. 4. upravené vydání. Praha:
Prometheus, 2006. 515 s. ISBN 80-7196-307-0.
DOC.ING.IVAN ŠTOLL,CSC. - Fyzika (pro netechnické obory SOŠ a SOU)
Prometheus 2007, 260 s. ISBN 978-80-7196-223-6
učebnice s doložkou MŠMT čj.1 527/07-23 ze dne 2.4.2007
AKADEMIK VLADIMÍR HAJKO, PROF.RNDR.JURAJ DANIEL-SZABO, CSC. - Základy
fyziky
VEDA 1983 (Bratislava)
Použité obrázky:
[1] Magnetické pole Země- [online]. 3.9.2013. [cit. 3. 9. 2013]. Dostupný na
http://ihy2007.astro.cz/_data/images/ihy2007/souvislosti/van_allen_belts/Van_Allen-Exp1.jpg
[2] Ampérovo pravidlo pravé ruky [online]. 3.9.2013. [cit. 3. 9. 2013]. . Dostupný na http://www.emotor.cz/i/Image/obr14thumb.gif
[3] Magnetické pole cívky [online]. 3.9.2013. [cit. 3. 9. 2013]. Dostupný na
http://www.energyweb.cz/web/EE/images/s_384.jpg
[4] Flemingovo pravidlo levé ruky[online]. 3.9.2013. [cit. 3. 9. 2013]. Dostupný na
http://www.cez.cz/edee/content/microsites/elektrina/f/f2-8.gif
[5] Lenzův zákon [online]. 3.9.2013. [cit. 3. 9. 2013]. Dostupný na
http://fyzika.jreichl.com/data/E_nestacionarni_pole_soubory/image049.png
[5] Vířivé Foucoultovy proudy – využití -indukční ohřev[online]. 3.9.2013. [cit. 3. 9. 2013]. Dostupný na
http://www.mff.cuni.cz/to.en/verejnost/zpravicky/02_indukce.jpg