Vypracovala : Božena Horváthová

 

 

Keď cievkou prechádza časovo premenný prúd , mení sa s časom magnetické pole cievky aj magnetický indukčný tok, ktorý cievka v sebe tvorí. V cievke sa indukuje elektromotorické napätie. Tento jav sa volá vlastná indukcia.

 

Zapojíme obvod podľa schémy a sledujeme závislosť prúdu od času.

 

Z nameraných hodnôt dostaneme nasledovný graf.

Prúd v okamihu uzavretia obvodu okamžite rastie na ustálenú hodnotu a po rozpojení obvodu ihneď klesne na nulovú hodnotu. Hodnoty prúdu nie sú vyznačené, lebo je to zbytočné. Zaujíma nás tvar grafu.

 

Zapojíme podobný obvod podľa nasledovnej schémy s cievkou a sledujeme znovu závislosť prúdu od času.

Prúd v obvode s cievkou po uzavretí obvodu určitý čas pomaly rastie až po ustálenú hodnotu. Po prerušení obvodu prúd v obvode rovnaký čas klesal až po nulovú hodnotu.

 

Vysvetlenie rozdielnych grafov:

Prúd v obvode s rezistorom vzrastie hneď po zapojení obvodu. Prúd v obvode je priamo úmerný napätiu a nepriamo úmerný odporu. Podobne je to pri vypnutí obvodu.

 

V obvode s cievkou zapneme vypínač, prúd sa zväčšuje a spolu s ním vzrastá mag­netický tok prechádzajúci dutinou cievky. Cievka sa nachádza vo vlastnom, časovo premennom magnetickom poli. V cievke sa indu­kuje prúd, ktorý sa podľa Lenzovho zákona snaží zabrániť zmene, ktorá ho vyvolala. Indukovaný prúd bude preto namierený proti smeru narastajúceho prúdu z pripojeného zdroja napätia. Ak obvod vypínačom prerušíme, prúd klesá k nule a zmenšuje sa aj magnetický tok v dutine cievky. V cievke sa znova indukuje prúd, ktorý sa snaží zabrániť zmene, ktorá ho vyvolala. Teraz bude indukovaný prúd namierený tak, aby zabránil poklesu prúdu z pripojeného zdroja. Bude mať teda rovnaký smer ako pôvodný prúd.

 

Z daných pokusov vidíme, že vlastná indukcia sa prejavuje ako zotrvačnosť.

 

Kvantitatívny opis vlastnej indukcie:

Magnetický indukčný tok v dutine cievky závisí priamo úmerne od magnetickej indukcie poľa, ktoré prúd vo svojom okolí vytvára-

 

= k1 . B (k1 koeficient priamej úmernosti; =B.S)

 

Magnetická indukcia v okolí vodiča je priamoúmerná prúdu I

 

B = k2 .I ( B = k.I / d )

 

Z týchto vzťahov vidíme, že aj medzi a I je priama úmernosť.

 

= k1 . B = k1 . k2 .I (Ak označíme k1 . k2= L )

 

= L . I

 

Koeficient L nazývame vlastná indukčnosť vodiča.

= = H (henry)

Ak sa prúd vo vodiči zmení o I , podľa Faradayovho zákona elektromagnetickej indukcie sa vo vodiči indukuje napätie

Ui = - = - = - L

Napätie vznikajúce v obvode pri vlastnej indukcii je priamo úmerné rýchlosti, s ktorou sa v obvode mení prúd.

 

Indukčnosť L je okrem odporu R a kapacity C ďalším parametrom vodičov .

 

Najčastejšie sa vyskytuje indukčnosť vodičov v tvare cievok. Veľkú indukčnosť majú cievky s uzavretým feromagnetickým jadrom (tlmivky)

 

Úlohy:

    • K akej vlastnosti môžeme prirovnať indukčnosť?

    • Ktoré vodiče majú najväčšiu indukčnosť?

    • Popíš vlastnú indukciu.

 

 

Použitá literatúra:

Václav Koubek, Lepil – fyzika pre 3. ročník gymnázií

Lepil, Houdek, Pecho - fyzika pre 3. ročník gymnázia