Magnetické pole

Působení magnetického pole na vodič s proudem

• Velikost síly Fm působící na vodič závisí na „síle magnetu“ (intenzitě magnetického pole), velikosti proudu, délce vodiče v magnetickém poli

• Flemingovo pravidlo levé ruky:

  • Pomůcka pro určení směru síly Fm působící na vodič:

  • Když levou ruku umístíme do magnetického pole tak, aby magnetické indukční čáry vstupovaly do dlaně a prsty ukazovaly dohodnutý směr el. proudu, tak palec ukazuje směr působící síly.

Magnetická indukce

• Magnetická síla Fm je přímo úměrná délce vodiče l, proudu I procházejícího vodičem, síle magnetu a úhlu a, který svírá vodič se siločárami magnetu.

• Síla magnetu = magnetická indukce B.

  • V případě, že úhel a vodiče a siločár magnetu je kolmý

Fm = B . I . l

• Magnetická indukce B je vektorová veličina, jednotkou je tesla, značka T.

Vektor magnetické indukce B je rovnoběžný s tečnou k indukční čáře v daném místě magnetického pole a jeho směr odpovídá orientaci indukční čáry.

• Pokud vodič není kolmý k indukčním čarám magnetu → Fm = B . I . l . sin a

• Čím je úhel a větší, tím je magnetická síla Fm menší → sin 90 o = 1

• V případě, že vodič má stejný směr jako indukční čáry, magnetická síla nevznikne a magnetické pole na vodič nepůsobí → sin 0 o = 0

Magnetické pole cívky s proudem

• Elektrotechnická součástka: navinutý vodič na nevodivé kostře

• Pokud cívkou prochází el. proud, v jejím okolí vzniká magnetické pole.

• Cívka se chová jako tyčový magnet

  • na jednom konci cívky s proudem je severní a na druhém konci jižní magnetický pól.

  • Změní-li se směr proudu v cívce, její magnetické póly se vymění.

  • Magnetické pole je nejen vně cívky, ale i uvnitř cívky, kterou prochází el. proud.

• Pravidlo pravé ruky pro určení severního pólu cívky

  • Cívku uchopíme do pravé ruky tak, že ohnuté prsty ukazují směr el. proudu v závitech. Odtažený palec pak ukazuje severní magnetický pól cívky (N).

• Cívka s jádrem – jádro je z magneticky měkké oceli a zvyšuje magnetické účinky cívky

• Cívka bez jádra – uvnitř je pouze vzduch, nejsilnější magnetické pole je uvnitř cívky

Elektromagnetická indukce:

• změnou magnetického pole v okolí cívky se v cívce indukuje elektrické napětí a v uzavřeném obvodu prochází indukovaný (=vyvolaný) proud.

• Elektromagnetická indukce závisí na:

• rychlosti změny magnetického pole – čím je vyšší, tím je větší indukované napětí

• počtu závitů cívky – čím je větší počet, tím je větší indukované napětí

• Při vzájemném přibližování cívky a magnetu se magnetické pole v dutině cívky zesiluje a naopak – jedná se o interakci elektrického a magnetického pole.

• Při změně magnetického pole v okolí cívky vzniká v obvodu cívky indukovaný el. proud a mezi jejími svorkami indukované el. napětí.

• Magnetické pole působí svou silou na částice s nábojem a způsobí jejich pohyb – výsledkem je vznik elektrického potenciálu, což je podmínka pro vznik el. proudu.