Elektromagnetická indukce
Pokus číslo 912
Demonstrujte závislost indukovaného napětí na
- velikosti a rychlosti změny vzájemné polohy cívky a elektromagnetu
- velikosti a rychlosti změny elektrického proudu v primární cívce (v elektromagnetu)
Pro demonstraci využijte následujícího zapojení.
pozn.: Tento pokus je třeba chápat spíše jako shrnující, projevuje se v něm řada jevů. Je tedy vhodnější použít jej pro opakování a nepoužívat jej jako úvodní experiment u elektromagnetické indukce.
- Pomůcky
- baterie 6 V
- reostat 150 Ω, 2 A
- cívka 300 z., cívka 1200 z.
- dlouhé lístkové I jádro
- analogový voltmetr 300 mV
- analogový ampérmetr 3 A
- spojovací vodiče
- Příprava pokusu
- Nastavíme měřidla (ampérmetr a voltmetr) na požadovaný rozsah
- ampérmetr: analogový + digitální, stejnosměrný + ručička vlevo, rozsah 3 A
- voltmetr: analogový, stejnosměrný + ručička na středu, rozsah 300 mV
- Sestavíme smyčku obvodu, ve které je zdroj a cívka (300 z.), obvod zatím neuzavíráme.
- Zapneme ampérmetr, zapojíme obvod (jezdec reostatu máme na středu) a zkontrolujeme směr protékajícího proudu, případně změníme zapojení ampérmetru.
- K druhé (sekundární) cívce (1200 z.) připojíme voltmetr.
- Nastavíme měřidla (ampérmetr a voltmetr) na požadovaný rozsah
- Provedení pokusu
pozn.: Voltmetr zapneme až po připojení primárního obvodu k baterii. Pokud by byl zapnut, viděli bychom na cívce indukované napětí, což v tento okamžik zatím nechceme.
- Uzavřeme obvod v primárním obvodu s elektromagnetem a reostatem (připojíme druhý vodič k bateri). Velikost proudu nastavíme přibližně na 2 A.
- Předvádíme vznik indukovaného napětí při vzájemném pohybu obou cívek.
- Do cívky s proudem zasuneme krátké I jádro a opět předvedeme různé možnosti vzájemného pohybu cívek.
- Obě cívky nasuneme na společné jádro (dlouhé I jádro) a předvádíme různé možnosti vzájemného pohybu cívek. Jsou-li nyní výchylky voltmetru příliš velké, změníme rozsah voltmetru.
- Nyní necháme cívky v klidu a pouze měníme potenciometrem velikost elektrického proudu, který prochází cívkou.
Při pokusu demonstrujeme:
- Pokud cívkou protéká neměnný proud a magnetické pole je tedy neměnné, na sekundární cívce se žádné napětí neindukuje.
- Indukované napětí
- při vzdalování cívek
- při přibližování cívek
- při velké změně vzdálenosti cívek
- při malé změně vzdálenosti cívek
- při rychlé změně vzdálenosti cívek
- při pomalé změně vzdálenosti cívek
- Jaké napětí se indukuje při změně velikosti proudu v primární cívce (proud regulujeme reostatem). Opět ukazujeme, jaké napětí se indukuje při
- zvětšení proudu
- zmenšení proudu
- malých změnách proudu
- velkých změnách proudu
- rychlých změnách proudu
- pomalých změnách proudu