Elektrotechnika_1_Skripta
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu PDF.
∑
∑
=
=
Φ
=
=
N
k
k
N
k
ik
i
dt
d
u
u
1
1
,
( 1.45 )
kde
k
Φ je magnetický tok spřažený s k–tým závitem cívky. Zaměníme-li pořadí sumace a
derivace, dostáváme při uvážení ( 1.38 ) rovnici
dt
d
u
i
Ψ
=
,
( 1.46 )
kde
Ψ je spřažený magnetický tok. Rovnice ( 1.46 ) je považována za zobecněný tvar
indukčního zákona
.
Faradayův indukční zákon platí bez ohledu na to, zda magnetické pole bylo vytvořeno
vnějšími příčinami (jak znázorňuje Obr. 1.17) nebo zda šlo o magnetické pole vyvolané
proudem protékajícím smyčkou (jak bylo znázorněno dříve na Obr. 1.15). V obou případech
platí pro indukované napětí na svorkách smyčky rovnice ( 1.44 ) – v prvním případě se hovoří
o napětí vzájemné indukce (je-li zdrojem tohoto pole jiná smyčka), ve druhém případě pak o
napětí vlastní indukce
. Podrobněji se k problematice vrátíme při výkladu principů ideálních
obvodových prvků – induktoru v kap. 2.3.3 a vázaných induktorů v kap. 2.3.4.
K indukci elektrického napětí však dochází také v časově neproměnném magnetickém
poli za předpokladu, že je vodič (nejčastěji cívka) vůči tomuto poli v pohybu. Toho využívají
některé elektrické stroje a zařízení jako generátory, dynama aj. Jev elektromagnetické indukce
zde nastává v důsledku silového působení magnetického pole na volné elektrické náboje
(elektrony) uvnitř vodiče, viz Obr. 1.9. Uvažujme např. nejjednodušší případ, kdy se bude
přímý vodič délky l pohybovat konstantní rychlostí vr v homogenním magnetickém poli s
indukcí
B
r
. Soustava je přitom uspořádána tak, že vektory elementu délky l
d
r
, magnetické
indukce B
r
a rychlosti vr jsou trvale navzájem kolmé. Použitím dříve uvedených základních
vztahů lze dokázat, že na koncích vodiče (resp. na sběrnici, po které se vodič pohybuje)
dochází k indukci ustáleného stejnosměrného napětí velikosti
Blv
U
i =
.
( 1.47 )
V obecném případě je situace poněkud komplikovanější a nebudeme ji zde diskutovat.
24
Elektrotechnika 1
1.5 Elektromagnetické pole
V kap. 1.4 jsme dospěli k důležitému poznatku, že časově proměnný elektrický proud
vytváří časově proměnné magnetické pole. Na druhé straně časově proměnné magnetické pole
indukuje časově proměnné elektrické napětí, které v důsledku může opět vyvolat průtok
časově proměnného elektrického proudu. Proto při změnách proudu, napětí, elektrického
náboje nebo magnetického toku nemůžeme elektrické pole oddělit od pole magnetického.
Hovoříme pak o poli elektromagnetickém a pole elektrické i magnetické bereme pouze jako
jeho zvláštní případy.