ELEKTŘINA A MAGNETISMUS
STACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE
Magnetická indukce
Vektorová fyzikální veličina sloužící k popisu stacionárního magnetického pole.
Vektorová fyzikální veličina sloužící k popisu stacionárního magnetického pole.
Magnetické pole trvalého magnetu působí na vodič s proudem silou Fm. Její směr je určen Flemingovým pravidlem levé ruky.
Nyní nás bude zajímat velikost magnetické síly, na čem bude záviset a jak.
Schématické znázornění obecné situace:
l (el) ....... aktivní délka vodiče
I (í) ....... proud procházející vodičem
α ....... úhel, který svírá vodič s indukčními čarami
Z experimentů plyne:
Fm je přímo uměrná I (el)
Fm je přímo úměrná l (í)
Navíc:
α = 0° potom Fm = 0
α = 90° potom Fm = max
Fm = k . I . l . sinα, kde k = B
Je to vektorová fyzikální veličina (směr je určen tečnou k dané indukční čáře).
Charakterizuje silové působení magnetického pole na vodič s proudem.
Pro dané homogenní pole je konstantní.
Jednotkou je Tesla značka T (T = N.A-1.m-1).
Homogenní mag. pole má magnetickou indukci 1 T, působí-li na přímý vodič s aktivní délkou 1 m kolmý k indukčním čarám a protékaným stálým proudem 1 A silou 1 N.
Magnetické pole Země v našich zeměpisných šířkách B = 10-5 T.
ÚLOHA 1:
Vodič délky 40 cm, kterým prochází proud 5A, je umístěn kolmo k indukčním čárám homogenního magnetického pole o magnetické indukci 30 mT. Určete velikost magnetické síly, která na vodič působí.
(60 mN)
ÚLOHA 2:
V homogenním magnetickém poli o magnetické indukci 4 T působí na vodič délky 10 cm, kolmý k magnetickým indukčním čárám, síla o velikosti 2,4 N. Určete proud ve vodiči.
(6 A)
ÚLOHA 3:
Na vodič vinutí rotoru elektromotoru, kterým prochází proud 10 A, působí síla o velikosti 3,6 N. Určete velikost indukce magnetického pole v místě, kterým vodič prochází kolmo k indukčním čárám. Délka vodiče je 45 cm.
(0,8 T)
ÚLOHA 4:
Vodič, kterým prochází proud 1,5 A, je umístěn v homogenním magnetickém poli o magnetické indukci 40 mT. Jaká magnetická síla působí na vodič, jestliže do magnetického pole zasahuje přímá část vodiče délky 20 cm, která svírá se směrem magnetických indukčních čar úhel 45°?
(8 mN)
ÚLOHA 1:
Velikost magnetické síly působící na vodič s proudem (Webová sbírka řešených příkladů)
ÚLOHA 2:
Vodič v magnetickém poli (Sbírka řešených úloh KDF MFF UK v Praze)
ÚLOHA 3:
Vznášející se vodič v magnetickém poli Země (Sbírka řešených úloh KDF MFF UK v Praze)
ÚLOHA 4:
Válec na nakloněné rovině (Sbírka řešených úloh KDF MFF UK v Praze)