Nestacionární magnetické pole
ve kterém nemá magnetická indukce ani stálý směr, ani stálou velikost
- vzniká kolem:
- pohybující se permanentní magnet
- pohybující se vodič s konstantní nebo časově proměnným proude
- nepohybující se vodič s časově proměnným proudem
Magnetický indukční tok
- skalární veličina, která charakterizuje nestacionární magnetické pole
- [Ф] = Wb = T.m2
- α – úhel, který svírá vektor B a kolmice na plochu S(pokud B je kolmá na S, pak je úhel nulový -> cos0 = 1, pokud je B rovnoběžná s plochou, pak je úhel 90 -> cos90 = 0)
Změna magnetického indukčního toku
- lze jí dosáhnout změnou indukce(změna velikosti proudu,polohy vodiče), změnou plochy S nebo otáčením dané plochy vůči magnetickým indukčním čarám
Elektromagnetická indukce
- nestacionární MP je příčinou vzniku indukovaného EP a tento jev se nazývá elektromagnetická indukce
- na koncích vodiče vzniká indukované napětí a uzavřeným obvodem prochází indukovaný proud
- jev, kdy se přesouvá náboj ve vodiči pohybujícím se v magnetickém poli působení magnetické síly
- indukované EP je narozdíl od klasického elektrického pole vírové – siločáry jsou uzavřené křivky
Faradayův zákon EMI
- změní-li se magnetický indukční tok za dobu t vzniká ve vodiči indukované napětí
- při pohybu vodiče v homogenním magnetickém poli působí na částice magnetická síla, které posunuje elektrony ve vodiči a vzniká indukované elektrické pole
- viz obrázek vpravo
- magnetický indukční tok se mění harmonicky -> indukované napětí se také mění harmonicky podle funkce sinus
- u
Lenzův zákon
- indukovaný proud v uzavřeném obvodu má takový směr, že svými účinky působí proti změně magnetického indukčního toku, která jej vyvolala
- do Faradayova zákona se zahrnuje pomocí znaménka mínus
Vlastní indukce cívky
- jev, při kterém vzniká indukované elektrické pole díky změnám magnetického pole vytvářeného vodičem, kterým prochází proud
- pokud do obvodu s cívkou začneme pouštět proud, proud nedosáhne okamžitě své stále hodnoty, ale narůstá postupně -> mění se I -> mění se magnetická indukce B -> magnetické pole tvořeno cívkou je nestacionární -> vznikne indukované elektrické pole, které působí proti změně magnetického indukčního toku, která jej vyvolala, to se projeví tím, že např. žárovka za cívkou se nerozsvítí hned
- jakmile se proud dostane na svou stálou hodnotu z magnetického pole je stacionární -> indukované elektrické pole zaniká- z tohoto vztahuje definujeme jednotku Henry
- – indukčnost cívky, charakterizuje magnetické vlastnosti cívky,[L] = H = V.s.A-1
- indukčnost cívky je závislá i na vlastnostech cívky
- – S je obsah plochy jednoho závitu, N je počet závitů, l je délka cívky
Přechodný děj
- děj při, kterém se mění napětí v obvodu díky indukčnosti cívky
- při sepnutí obvodu: proud se zvětšuje pomaleji než v obvodech bez cívky, příčinou je indukované napětí opačné polarity než napětí zdroje -> když proud dosáhne své stále hodnoty, indukované napětí je nulové
- při vypnutí obvodu: proud se zmenšuje -> indukované napětí má stejnou polarity jako napětí zdroje, rozpojením obvodu se ale změní několika násobě odpor -> indukované napětí je daleko větší než napětí zdroje -> proud v obvodu z cívkou nezaknikne hned, ale postupně
Energie cívky
- vychází se z grafu závislosti magnetického indukčního toku na proud cívky – přímá úměra – energie je obsah plochy pod křivkou
- magnetická energie se mění tak, že se elektrická energie zdroje mění na magnetickou