7. Elektromagnetismus

L = L1 + L2

Wm = Wm1 + Wm2 = L1 . I2 + L2 . I2

Obecně

L = Lk

b) se vzájemnou indukčností (M ≠ 0)

α) magnetická pole cívek působí souhlasně

L = L1 + L2 + 2M

Wm = Wm1 + Wm2 = L1 . I2 + M . I2 + L2 . I2 + M . I2 = L . I2

β) magnetická pole cívek působí proti sobě

L = L1 + L2 – 2M

Wm = Wm1 + Wm2 = L1 . I2 – M . I2 + L2 . I2 – M . I2 = L . I2

7.5.2 Spojování cívek paralelně (vedle sebe)

a) bez vzájemné indukčnosti (M = 0)

Magnetický tok vyvolaný proudem jedné cívky nezasahuje plochu závitů druhé cívky.

= + = > L =

b) se vzájemnou indukčností (M ≠ 0)

α) magnetická pole cívek působí souhlasně

= +

β) magnetická pole cívek působí proti sobě

= +

Pozn.: Chceme-li mít cívku bez indukčnosti, navineme ji tzv. bifilárně, tj. současně dvěma vodiči (proudy jdou proti sobě a magnetická pole se vyruší).

7.6 Silové účinky magnetického pole

7.6.1 Pohyb osamoceného vodiče

Nachází-li se vodič délky „l“, kterým prochází proud „I“, v magnetickém poli s indukcí „B“, působí na něj síla

F = B . I . l

Silové účinky magnetického pole na vodič s proudem

Směr síly určuje Flemingovo pravidlo levé ruky:

Položí-li se levá ruka dlaní pod vodič tak, aby indukční čáry směřovaly do dlaně a prsty ukazovaly směr proudu, odchýlený palec ukáže směr síly, kterou působí magnetické pole na vodič.

Flemingovo pravidlo levé ruky

7.6.2 Vzájemné působení dvou vodičů

Při dvou rovnoběžných vodičích vznikají kolem každého vodiče magnetická pole, která nejsou homogenní.

Při toku proudu stejným směrem se vodiče přitahují, při opačném směru toku proudu se odpuzují a to silou

F = [N; N/A2, A, A, m, m]

kde μ – permeabilita prostředí kolem vodičů

d – vzdálenost vodičů

l – délka souběhu vodičů

I1, I2 – proudy ve vodičích

Pozn.: Vztah platí pro vodiče se zanedbatelným průměrem

Pozn.: Při zkratech, kdy proudy jsou vysoké, může dojít ke zkroucení nebo vytrhnutí špatně upevněných vodičů.

Přitahování vodičů Odpuzování vodičů

7.7 Ztráty ve feromagnetických materiálech

7.7.1 Hysterézní ztráty

Vznikají při přeměně magnetického pole na elektrické, kdy se všechna energie nepřemění. Ztráty jsou závislé na druhu magnetického materiálu, jak byl vyroben, jeho teplotě atd.

Jejich velikost je úměrná ploše hysterézní křivky. Proto u stejnosměrné energie se používají materiály se širokou hysterézní křivkou a pro střídavou energii s velmi úzkou hysterézní křivkou.

7.7.2 Vířivé proudy

Vznikají indukcí ve vodiči, kterým se pohybuje v magnetickém poli. Tyto vířivé proudy vytvářejí ve svém okolí magnetické pole, které přibrzďuje kovové materiály. V kovech tyto vířivé proudy rychle zanikají a mění se v teplo.

Pro funkci střídavých strojů jsou přepážkou (zahřívají je), proto se části těchto strojů nedělají z odlitků, nýbrž z tenkých plechů, které jsou vzájemně izolované. Indukovaný proud nemůže tudíž přecházet z jednoho plechu do druhého, ale pouze jedním plechem po značné dráze. Velikost odporu plechu (přidává se křemík) omezuje velikost těchto proudů a tím i ztráty.