Studijní materiály pro maturanty A4, E4 2020

Transkript

1 Studijní ateriály pro aturanty A4, E4 ELEKTRONKA A SDĚLOVACÍ TECHNKA... ELEKTRCKÉ STROJE A POHONY... Černá listina Poznáky k činnosti elektrických strojů Stručný výtah ze základů elektrotechniky... 5

2 ELEKTRONKA A SDĚLOVACÍ TECHNKA A4,. Metody řešení lineárních obvodů.. Lineární součástky rezistory, kondenzátory, cívky. 3. Přechod PN, diody. 4. Bipolární tranzistory. 5. nipolární tranzistory. 6. Tyristory, triaky a další speciální struktury polovodičů. 7. Součástky řízené neelektrickýi veličinai. 8. Součástky eitující záření LED, LD, výbojky. 9. Zobrazovací jednotky CRT, OLED, EL.. Zobrazovací jednotky LCD, PDP.. Sériové rezonanční obvody. Paralelní rezonanční obvody 3. Frekvenční charakteristiky lineárních jednobranů a dvojbranů. 4. Přechodové jevy v lineárních obvodech. 5. Klasické síťové napájecí zdroje. 6. Spínané zdroje. 7. Zdvojovače, násobiče napětí a střídače. 8. Zdroje nepřetržitého napájení. 9. Stabilizátory napětí.. Zesilovače základní paraetry a třídy, zpětná vazba.. Zesilovací stupeň s bipolární tranzistore ve třídě A.. Vícestupňové a výkonové zesilovače. 3. Vysokofrekvenční zesilovače videozesilovače, selektivní vf zesilovače. 4. Operační zesilovače vlastnosti, paraetry. 5. Základní zapojení operačních zesilovačů invertující, neinvertující aj. 6. Zapojení operačních zesilovačů v saturační režiu koparátor, generátor funkcí. 7. Oscilátory podínky oscilací, LC, RC oscilátory. 8. Generátory nesinusových kitů. 9. Frekvenční syntéza PLL, DDS. 3. Haronická analýza, Fourierův rozvoj. 3. Elektroagnetické vlnění, šíření vln, frekvenční pása. 3. Sdělovací vedení. 33. Antény a anténní rozvody. 34. Aplitudová odulace. 35. Frekvenční a fázová odulace. 36. Diskrétní odulace v základní pásu. 37. Diskrétní odulace s nosnýi vlnai. 38. Modulátory, deodulátory a sěšovače. 39. Koprese videa a audia. 4. Magnetický zázna zvuku, obrazu a dat, paěťové karty. 4. Mechanický a optický zázna zvuku, obrazu a dat, sníače CCD a CMOS. 4. Elektroakustická zařízení ikrofony a reproduktory. 43. Analogový a digitální rozhlas, rozhlasové vysílače. 44. Rozhlasové přijíače. 45. Analogové a digitální televizní soustavy a nory. 46. Analogová televize. 47. Digitální televize. 48. Pevné telefonní sítě, VoP. 49. Mobilní sítě. generace. 5. Mobilní sítě vyšších generací, GPS.

3 ELEKTRCKÉ STROJE A POHONY E4,. Princip a popis transforátoru, transforátorová rovnice.. Transforátor naprázdno. Zkouška naprázdno. 3. Transforátor při zatížení, náhradní schéa, ztráty. 4. Transforátor nakrátko. Zkouška nakrátko. 5. Hodinové úhly, základní spojení trojfázových transforátorů. 6. Regulace napětí transforátorů zěnou počtu závitů. 7. Autotransforátory, natáčivé transforátory. 8. Přístrojové transforátory napětí a proudu, tluivky. 9. Točivé pole, podínky vzniku, druhy.. Princip asynchronního otoru, skluz.. Chod naprázdno asynchronního otoru. Zkouška naprázdno.. Asynchronní otor při zatížení, ztráty, oentová charakteristika. 3. Chod nakrátko asynchronního otoru. Zkouška nakrátko. 4. Asynchronní stroj v režiu brzda a generátor. 5. Spouštění asynchronních otorů. 6. Řízení rychlosti asynchronních otorů. 7. Elektrické brzdění asynchronních otorů. 8. Jednofázový asynchronní otor. Motorek se stíněnýi póly. 9. Princip synchronního stroje, popis a druhy.. Chod naprázdno synchronního generátoru, indukované napětí. Zkouška naprázdno.. Zatížený synchronní stroj, reakce kotvy, provozní režiy.. Chod nakrátko synchronního generátoru. Zkrat na svorkách, složky zkratového proudu. 3. Paralelní chod synchronních generátorů, fázování. 4. Synchronní otor. 5. Princip stejnosěrného stroje, popis a druhy. 6. Stejnosěrný stroj při zatížení, reakce kotvy. 7. Koutace stejnosěrného stroje. 8. Dynaa druhy a vlastnosti. 9. Spouštění stejnosěrných otorů. 3. Řízení rychlosti stejnosěrných otorů. 3. Elektrické brzdění stejnosěrných otorů. 3. Koutátorové otory střídavé. 33. Mechanika pohonu, pohybová rovnice. 34. Mechanické charakteristiky pracovních strojů, provozní režiy pohonů. 35. Řízené usěrňovače v el. pohonech. 36. Pulsní ěniče v el. pohonech. 37. Nepříé frekvenční ěniče v el. pohonech. 38. Střídavé ěniče napětí v el. pohonech. 39. Pohony v elektrické trakci. 4. Spínací pochody, zhášení oblouku, zotavené napětí. 4. Zhášecí systéy kontaktových spínacích přístrojů. 4. Kontakty el. přístrojů, stykový odpor. 43. Stykače a relé. 44. Jističe. 45. Proudové chrániče. 46. Pojistky. Druhy, charakteristiky. 47. Přepětí v soustavách vn, vvn a jejich oezení. 48. Přepětí v soustavách nn a jejich oezení. 49. Odpojovače, odpínače a úsečníky. 5. Výkonové vypínače.

4 Černá listina. (Znalost následujících vzorců, zákonů a vět z elektrotechnického základu je nezbytná.) pasivní el. veličiny odpor, induktivní a kapacitní reaktance, ipedance, vodivost, susceptance, aditance, vyjádření v koplexní tvaru a v absolutní hodnotě (odul) náhradní schéata cívka, kondenzátor, rezistor; vztahy odpor rezistor, indukčnost cívka, kondenzátor kapacita trojúhelník ipedancí a vztahy z něj plynoucí fázový posuv ezi napětí a proude u různých typů zátěží čisté R, L, C, kobinace RL, RC, RLC jednoduché fázorové diagray výkony činný, jalový, zdánlivý; jedno a trojfázový, vyjádření z fázového i sdruženého napětí trojúhelník výkonů a všechny vztahy v ně, účiník účinnost el. zařízení, vyjádření z výkonu a příkonu, z výkonu a ztrát, z příkonu a ztrát Ohův zákon, Kirchhoffovy zákony, Hopkinsonův zákon věta o děliči napětí vlastnosti zdrojů: vnitřní odpor a V A charakteristika ideálního zdroje napětí, lineárního zdroje napětí, ideálního zdroje proudu frekvence, perioda, časový úhel, úhlová frekvence, fázový posun, sinusový průběh střídavé veličiny indukční Faradayův zákon základní tvar, pohybové a transforační napětí, tvar pro pohybové indukované napětí, indukované napětí na vlastní a vzájené indukčnosti síla na vodič s proude v agnetické poli, Apérův zákon síly hlavní veličiny a jednotky elektrického proudového pole (napětí, proud, odpor, vodivost, ěrný odpor, ěrná vodivost, proudová hustota, intenzita elektrického pole) hlavní veličiny a jednotky agnetického pole (agnetootorické napětí, intenzita agnetického pole, agnetický tok, agnetický odpor, agnetická vodivost, agnetická indukce, pereabilita) 3

5 Poznáky k činnosti elektrických strojů. hlavní aktivní části jsou nutné k činnosti strojů agnetický obvod vede g. toky nezbytné pro činnost stroje; je ze železa, aby se toky zesílily vinutí (nožné číslo) procházejí jii proudy; jsou z ědi nebo hliníku agnetické toky vždy jsou původně dva (s výjikou chodu naprázdno), působí na sebe, jejich prostorový součte vznikne (jeden) výsledný celkový tok stroje první tok: TR a AS: vyvolává ho střídavý proud procházející priární (TR) či statorový (AS) vinutí SS a SSS: vyvolává ho stejnosěrný proud, řečený budicí, procházející budicí rotorový (SS) či statorový (SSS) vinutí, popř. ho vyvolává peranentní agnet druhý tok (ten je dán zatížení): TR a AS: vyvolává ho proud sekundárního vinutí (TR) či proud v kotvě rotoru (AS) SS a SSS: vyvolává ho proud kotvy statoru (SS) či kotvy rotoru (SSS); nazývá se reakční výsledný tok jen ten indukuje skutečné indukované napětí; to se indukuje TR a AS: do obou vinutí u priáru (TR) či statoru (AS) se u dá říkat protinapětí SS a SSM: do kotvy (do budicího vinutí nikoliv, protože to je vzhlede k toku v klidu) závislost toků: TR a AS: při zěně zatížení, kdy se ění druhý tok, ění se i první tok tak, že výsledný tok zůstává stejný; odtud je představa, že výsledný tok vyvolává (budí) agnetizační proud nezávislý na zatížení; ten je složkou vstupního (priárního či statorového proudu) SS a SSS: při zěně zatížení se ění druhý tok, zvaný reakční; první budicí tok je nezávislý, zěna zatížení na něj neá vliv; proto se ění při zěně zatížení výsledný tok (ten je u SS točivý, u SSS stojící a bohužel deforovaný) příkon, výkon a ztráty zásadně jde o činné výkony příkon u generátorů je echanický, u otorů elektrický výkon u generátorů je elektrický, u otorů echanický ztráty (ztrátové výkony): ve vinutí (Jouleovy) způsobuje je průchod jakéhokoliv proudu, jsou ve všech vinutích, závisejí kvadraticky na příslušné proudu; ten je (kroě budicích proudů) závislý na zatížení, ať již echanické (otory) nebo elektrické (generátory a TR) v železe způsobuje je pouze tok, který se vzhlede k železu pohybuje nebo ění v čase; ten do něj indukuje vířivé proudy (obrana: izolované plechy) a přeagnetovává železo podle hysterezní syčky (ta je lepší co nejužší); je-li tok vzhlede k železu v klidu, nevzniknou (rotory SS či statory SSS) echanické jen u točivých strojů (tření v ložiskách, ventilační apod.) další ztráty jsou jen speciální druhy ztrát již uvedených (budicí = Jouleovy v budící vinutí, přídavné = v železe či jiných kovech v konstrukci io aktivní g. obvod) důležité: od příkonu se postupně oddělí (odečtou) všechny ztráty, až zbude výkon účinnost poěr výkonu a příkonu; výkon se dá vyjádřit jako rozdíl příkonu a ztrát; příkon se dá vyjádřit jako součet výkonu a ztrát. jalové výkony ají je jen střídavé stroje (a nejde o ztráty!!) TR a AS: určitý jalový výkon (induktivní, podle dohody se spotřebovává) je vždy potřebný pro agnetizaci, tj. vytvoření g. pole; TR ohou kroě toho nějaký jalový výkon přenášet SS si pole vytvoří díky budicíu proudu; je-li ten proud nedostatečný, berou si ještě jalový výkon ze sítě (jsou podbuzené), je-li velký, naopak dodávají jalový výkon do sítě (jsou přebuzené) Použité zkratky: TR transforátory AS asynchronní stroje SS synchronní stroje SSS stejnosěrné stroje 4

6 Stručný výtah ze základů elektrotechniky Stejnosěrný proud základní pojy PROD, PRODOVÁ HSTOTA Q elektrický proud elektrický náboj prošlý průřeze vodiče za jednotku času: (A, C, s) t A πd proudová hustota: J (, A, ), výpočet kruhového průřezu z průěru: S S 4 OHMŮV ZÁKON, ODPOR, VODVOST základní tvar Ohova zákona pro stejnosěrný obvod s odpore: (A, V, Ω) R vodivost převrácená hodnota odporu: G (S, Ω) R Ohův zákon s vodivostí: G (A, V, S) MĚRNÝ ODPOR, MĚRNÁ VODVOST ěrný odpor odpor vodiče o jednotkové průřezu a jednotkové délce: výpočet odporu vodiče z rozěrů a ateriálu: R ěrná vodivost: S Ω (, ) l S (,,, ) 5 Ω ZÁVSLOST ODPOR NA TEPLOTĚ - výpočet odporu po oteplení o : (. ) ( Ω, Ω, K, K) teplotní součinitel odporu Ω ( ) - (K ) poěrné zvýšení odporu při zvýšení teploty o K PRÁCE A VÝKON STEJNOSMĚRNÉHO PROD výkon elektrického proudu: P (W, V, A) práce elektrického proudu: A Pt t (J, W, s) výkon elektrického proudu na odporu: R: práce elektrického proudu na odporu: P R (W, Ω, A) A R t (J, Ω, A, s) (, ) KRCHHOFFOVY ZÁKONY První Kirchhoffův zákon: součet proudů vstupujících do uzlu je roven součtu proudů z uzlu vystupujících. nebo: Algebraický součet proudů v uzlu je roven nule. (zde je třeba zohlednit znaénko) Druhý Kirchhoffův zákon: Součet napětí zdrojů v uzavřené syčce je roven součtu úbytků napětí na spotřebičích v téže syčce. nebo: Algebraický součet napětí v uzavřené syčce je roven nule. Příklad použití obvod podle obr.:. Označíe v obvodu napětí a proudy ve všech větvích.. Napíšee rovnice podle Kirchoffových zákonů. první syčka: R R druhá syčka: R4 3 R3 3 R uzel: = 3 SÉROVÉ A PARALELNÍ ŘAZENÍ ODPORŮ sériové řazení: R... R3 paralelní řazení:... 3 o pozor výsledek je převrácená hodnota celkového odporu, nikoliv výsledný odpor! RR o pro dva odpory platí R (ale pouze pro dva odpory, nelze zobecnit)

7 TRANSFGRACE TROJÚHELNÍKA NA HVĚZD Zapojení odporů v trojúhelníku není sérioparalelní kobinace. Abycho obvod vyřešili, usíe trojúhelník převést na hvězdu. odpory v trojúhelníku R, R, R 3 (vlevo) nahradíe odpory hvězdy R, R 3, R 3 (vpravo) RR lze odvodit, že R R ; RR 3 R3 R ; RR 3 R3 R 3 3 upravený obvod posléze řešíe jako sérioparalelní kobinaci odporů 3 VĚTA O NAPĚŤOVÉM DĚLČ Poěr dvou napětí ezi určitýi ísty v obvodu je roven poěru příslušných odporů, tedy těch, které se nacházejí ezi těito ísty. postup: o Napíšee rovnici podle věty o napěťové děliči. o Vyřešíe rovnici pro konkrétní neznáou. Příklad (zatížený dělič napětí): napětí je na paralelní kobinaci R, R z, proto platí například R RRz z ; nebo RRz R Rz RRz R ÚBYTEK NAPĚTÍ A ZTRÁTY NA VEDENÍ l Ω odpor dvojvodičového vedení: Rv (,,, ) S úbytek napětí na vedení: v Rv (V, Ω, A) ztráty na vedení: ZTRÁTY A ÚČNNOST Pv Rv (W, Ω, A) nebo také Pv v (W, V, A) účinnost je obecně poěr výkonu P a příkonu P p zařízení; v poěrných jednotkách: účinnost vyjádřená v procentech: P. (%, W, W) P vztah ezi příkone, výkone a ztrátai (obecně): Pp P P STEJNOSMĚRNÉ ZDROJE lineární zdroj napětí: á konstantní vnitřní odpor R i = konst o napětí naprázdno neboli vnitřní napětí zdroje i o svorkové napětí zdroje o napěťová rovnice: Ri o úbytek napětí uvnitř zdroje: i Ri o o ztráty ve zdroji: proud nakrátko: k P i Ri R i p ideální zdroj napětí (vlevo) á nulový vnitřní odpor R i =, svorkové napětí se rovná napětí naprázdno = ideální zdroj proudu (vpravo) á nekonečně velký vnitřní odpor, dodává do obvodu (zátěže R z ) konstantní proud z P P p (, W, W) 6

8 Metody řešení složitějších obvodů METODA SMYČKOVÝCH PRODŮ Použití: při řešení obvodů s více zdroji a spotřebiči, které obsahují éně syček a více uzlů (syčka uzavřená část obvodu; uzel ísto, kde se stýkají nejéně tři vodiče). Postup: v obvodu vyberee a označíe syčky, ve syčkách pojenujee syčkové proudy; o každá větev obvodu usí být aspoň v jedné syčce; o žádná syčka neůže být celá součástí jiných syček; pro všechny syčky napíšee rovnice podle druhého Kirchhoffova zákona. Příklad: syčka s proude a : 3 R4 a R5 ( a b ) syčka s proude b : R5 ( b a ) R ( b ) R b ve větvi se zdroje proudu je syčkový proud roven proudu tohoto zdroje (zde c = ), pro syčku s títo proude rovnici nepíšee nelze vyjádřit úbytek napětí na proudové zdroji METODA ZLOVÝCH NAPĚTÍ Použití: při řešení obvodů s více zdroji a spotřebiči, které obsahují éně uzlů a více syček; je vhodná pro obvody s proudovýi zdroji. Postup: v obvodu vyberee referenční uzel, nejlépe ten, kde se stýká více větví. Jeho potenciál (napětí) stanovíe na nulu; označíe ostatní uzly a uzlová napětí v nich; označíe proudy ve všech větvích obvod; napíšee rovnice pro uzly podle prvního Kirchhoffova zákona. Příklad: uzel a: 5 4 uzel b: 5 uzel c: 3 4 po dosazení ( ) R a a b a c 5 4 a b b 5 c a c R3 R4 = = = (proud proudového zdroje dosazujee přío) THÉVENNOVA VĚTA Jakýkoli obvod (tvořený lineárníi prvky) lze z pohledu dvou svorek nahradit jednoduchý obvode složený z ideálního zdroje napětí a sériového odporu R i. Napětí náhradního zdroje se určí jako napětí naprázdno ezi příslušnýi svorkai (tedy rozpojenýi svorkai). Velikost sériového odporu se zjistí jako odpor obvodu z pohledu těchto svorek, když se zdroje nahradí jejich vnitřníi odpory (tj. napěťové zdroje se zkratují a proudové zdroje vyřadí). Postup: překreslíe obvod podle Théveninovy věty; vypočítáe vhodnou etodou a R i ; spočítáe v náhradní obvodu napětí a proud ezi sledovanýi svorkai. Příklad: je třeba určit R a (na odporu R ezi vyznačenýi svorkai). výpočet :(druhý Kirchhoffův zákon): R = = R výpočet R i : Ri R v náhradní obvodu platí a R R i 7

9 překreslený obvod pro výpočet překreslený obvod pro výpočet R i náhradní obvod NORTONOVA VĚTA Jakýkoli obvod (tvořený lineárníi prvky) lze z pohledu dvou svorek nahradit jednoduchý obvode složený z ideálního zdroje proudu a paralelního odporu R i. Proud náhradního zdroje se určí jako proud nakrátko ezi příslušnýi svorkai (tedy spojenýi dokrátka). Velikost paralelního odporu se zjistí jako odpor obvodu z pohledu těchto svorek, když se zdroje nahradí jejich vnitřníi odpory (tj. napěťové zdroje se zkratují a proudové zdroje vyřadí). Postup: překreslíe obvod podle Nortonovy věty; vypočítáe vhodnou etodou a R i ; spočítáe v náhradní obvodu napětí a proud ezi sledovanýi svorkai. Příklad: je třeba určit R a. výpočet (např. etodou syčkových proudů): R = a b ; a b R výpočet R i : Ri R (shodný s Théveninovou větou) Ri R v náhradní obvodu platí: R ; i R R překreslený obvod pro výpočet překreslený obvod pro výpočet R i náhradní obvod PRNCP SPERPOZCE Obvod s n zdroji (tvořený lineárníi prvky) se řeší n-krát jako obvod vždy jen s jední zdroje. Ostatní zdroje se nahradí jejich vnitřníi odpory (tj. napěťové zdroje se zkratují a proudové zdroje vyřadí). Výsledné veličiny na sledované prvku se algebraicky sečtou. Postup: překreslíe obvod podle pravidla superpozice; vypočítáe vhodnou etodou napětí a proud na sledované odporu; pokračujee v překreslování a výpočtech obvodu s dalšíi zdroji, dokud je všechny nevyčerpáe; sečtee výsledné veličiny na sledované odporu algebraicky, tj. s ohlede na znaénka. Příklad: v obvodu na obr. vlevo je třeba určit R a. původní obvod překreslený obvod se zdroje překreslený obvod se zdroje R výpočet R obvodu se zdroje napětí (podle věty o napěťové děliči): R ; proud výpočet R obvodu se zdroje proudu: superponované výsledky: R R (proud teče paralelní kobinací R, R ); proud R ; R R 8

10 Elektrostatické pole Elektrostatické pole vzniká v okolí nábojů. Lze ho znázornit siločarai indukčníi čarai. Siločáry vystupují z kladných nábojů a vstupují do záporných elektrostatické pole je zřídlové. VELČNY ELEKTROSTATCKÉHO POLE elektrický indukční tok (C) odpovídá celkovéu nožství siločar, číselně je roven náboji: = Q elektrická indukce D (C/ Q ) lze ji chápat jako plošnou hustotu siločar: D S intenzita elektrického pole E (V/) napětí připadající na jednotku délky ( ) siločáry: E l peritivita (F/) ěrná vodivost prostředí pro elektrostatické pole, charakterizuje vodivost části prostředí o jednotkové průřezu a jednotkové délce: r 8,854. F/ je peritivita vakua, ( ) pole lépe než vakuu vztah ezi veličinai elektrostatického pole: D r je relativní peritivita; uvádí, kolikrát vede prostředí elektrostatické E KAPACTA A KONDENZÁTORY Kondenzátor je tvořen dvěa elektrodai, ezi niiž je izolant dielektriku. Charakteristickou vlastností každého kondenzátoru je kapacita C (F farad). kapacita C je tí větší, čí větší náboj se vejde do kondenzátoru při určité napětí: C výpočet C z rozěrů kondenzátoru a peritivity: C S d Q (S je plocha elektrod, d jejich vzdálenost čili tloušťka dielektrika) sériově řazené C se sčítají podobně jako paralelní odpory:... (pro dvě C C C C C3 CC platí C ); napětí na jednotlivých C se sčítají, náboje všech C jsou stejné C C paralelně řazené C se sčítají podobně jako sériové odpory: C C C C 3... ; jejich náboje se sčítají, napětí na všech C je stejné kondenzátory s vrstvený dielelektrike: D je v obou částech dielektrika stejná, E jsou různé kondenzátory s dělený dielelektrike: D jsou různé, E je stejná SÍLY V ELEKTROSTATCKÉM POL QQ Coulobův zákon: ezi dvěa náboji Q, Q vzdálenýi r působí síla F r. 4 r síla působící na náboj Q v elektrostatické poli E: F QE (elektrická indukce D ve vzdálenosti r od náboje Q v bodě Q Q D Q na kulové ploše je D. intenzita elektrického pole E S 4 r r 4 rr ) ENERGE ELEKTROSTATCKÉHO POLE energie nahroaděná v elektrostatické poli vytvořené náboji Q, ezi niiž je napětí : W energie elektrostatického pole kapacity C nabité na napětí : W C Q 9

11 Magnetické pole základní pojy Magnetické pole vzniká v okolí vodičů s proude. Lze ho znázornit siločarai indukčníi čarai. Siločáry jsou uzavřené křivky agnetické pole je vírové. Je vhodné rozdělit agnetické veličiny do tří skupin: ZDROJOVÉ VELČNY Jsou nezbytné k vytvoření agnetického pole budí agnetické pole. elektrický proud (A) siločáry kole příého vodiče ají tvar soustředných kružnic (obr.) agnetootorické napětí F (A) součet všech proudů, které vyvolávají agnetické pole; pro více vodičů F, pro cívku s N závity F N agnetické napětí (A) část agnetootorického napětí připadající na úsek délky siločáry (ezi body A a B); součet agnetických napětí podél celé siločáry je roven F intenzita agnetického pole H (A/) agnetootorické napětí připadající na jednotku délky ( ) F siločáry; H nebo H ; u siločáry okolo příého vodiče ve tvaru kružnice je H l l r MATERÁLOVÉ VELČNY Charakterizují, jak prostředí vede agnetické pole. agnetická vodivost (H henry) agnetický odpor R (/H); R (agnetický odpor je převrácená hodnota agnetické vodivosti) pereabilita (H/) ěrná agnetická vodivost, charakterizuje vodivost části prostředí o jednotkové průřezu a jednotkové délce ( 7 r 4. H/ je pereabilita vakua, ( ) r je relativní pereabilita; většina ateriálů á r, zatíco běžná feroagnetika (viz dále) v řádu desítek až tisíců S výpočet agnetické vodivosti: ; S je průřez agnetického obvodu, l je délka siločáry; u dlouhé cívky čili l solenoidu je l délka cívky, u prstencové cívky neboli toroidu délka střední siločáry (l = r) VELČNY MAGNETCKÉHO POLE agnetický tok (Wb weber) charakterizuje agnetické pole celkově (odpovídá celkovéu nožství siločar) agnetická indukce B (T tesla) charakterizuje agnetické pole ístně, lze ji chápat jako plošnou hustotu siločar: B S VZTAHY MEZ ZDROJOVÝM VELČNAM A VELČNAM POLE F Hopkinsonův zákon, obdoba Ohova zákona pro agnetické pole S B H podobný vztah pro ěrné veličiny; vznikne z Hopkinsonova zákona dosazení: BS Hl l FEROMAGNETCKÉ LÁTKY Nejdůležitější feroagnetické látky (též feroagnetika) jsou železo a ferity. agnetizační křivka feroagnetik, též křivka prvotní agnetizace závislost B = f (H), je nelineární (obr. vlevo), při vyšších hodnotách H se projevuje sycení (B roste poaleji); r není konstantní hysterezní křivka u feroagnetik se při střídavé agnetování ění B v závislosti na H různě podle sěru agnetizace (obr. vpravo); závislost B = f (H) se nazývá hysterezní křivka; reanentní (zbytková) indukce B r je hodnota B, kterou si feroagnetiku udrží po vypnutí zdroje agnetování, koercitivní intenzita H c je potřebná hodnota H pro odagnetování

12 VLASTNÍ NDKČNOST Vlastní indukčnost L (H) je charakteristickou vlastností každé cívky. výpočet L z vodivosti agnetického obvodu a počtu závitů cívky: L N N statická definice vlastní indukčnosti: L i dynaická definice vlastní indukčnosti: u i L (indukční zákon pro L viz dále) t sériově řazené L se sčítají podobně jako odpory: L = L + L ENERGE MAGNETCKÉHO POLE energie nahroaděná v části agnetického pole vybuzené agnetický napětí : W energie agnetického pole vlastní indukčnosti L protékané proude i: W Li Jevy v agnetické poli ELEKTROMAGNETCKÁ NDKCE ndukční zákon ndukční Faradayův zákon: při časové zěně agnetického toku se ve vodiči indukuje napětí ui t, v cívce s N závity pak ui N. Časová zěna agnetického toku je zěna agnetického toku o za časový okažik t. t t ndukované napětí ůže být transforační závit se nepohybuje, agnetický tok procházející plochou závitu se ění v čase; pohybové vzniká při pohybu vodiče ve statické agnetické poli; lze vyjádřit i vztahe i Blv (pokud se vodič délky l v agnetické poli B pohybuje kolo na siločáry rychlostí v). Lenzovo pravidlo: indukované napětí či jí vyvolaný proud působí vždy proti zěně, která ho vyvolala. Pravidlo pravé ruky: lze jí určit sěr proudu, který vznikne po uzavření obvodu ve vodiči, do nějž se indukuje pohybové napětí (siločáry agnetického pole vstupují do dlaně, palec ukazuje sěr pohybu vodiče, prsty sěr proudu). Vlastní a vzájená indukčnost dynaická definice L vychází z napětí indukovaného na L při časové zěně proudu (saoindukce): ui L i t podle Lenzova pravidla působí toto napětí proti zěně (při nárůstu proudu působí jako protinapětí, při poklesu proudu se snaží zachovat původní sěr proudu); na obr. je naznačena polarita u i při nárůstu proudu i v čase vzájená indukčnost M charakterizuje agnetickou vazbu dvou cívek: časovou zěnou proudu v první i i cívce se indukuje napětí ve druhé cívce u M ; platí též obráceně u M (dynaická t t i definice M); na obr. je naznačena polarita u i při nárůstu proudu i ; tečky naznačují začátky vinutí cívek ezi vlastníi indukčnosti obou cívek L a L a vzájenou indukčností M platí vztah M LL ( je činitel vazby; u těsné vazby, kdy téěř celý agnetický tok prochází oběa cívkai, se blíží ) výpočet M z vodivosti agnetického obvodu a počtu závitů cívek: M NN výpočet M dvou sériově řazených cívek: L L L M ; znaénko + nebo závisí na to, jestli se agnetické toky obou cívek podporují (na obr.) nebo působí proti sobě SÍLY V MAGNETCKÉM POL Apérův zákon síly: na vodič délky l s proude uístěný v agnetické poli B kolo na siločáry působí síla i F Bl. Pravidlo levé ruky: lze jí určit sěr síly působící podle Apérova zákona (siločáry agnetického pole vstupují do dlaně, prsty ukazují sěr proudu, palec sěr síly). Z Apérova zákona síly lze odvodit sílu působící ve vakuu ezi dvěa rovnoběžnýi vodiči délky l protékanýi proudy, a vzdálenýi od sebe a: F Bl 7 7. l Hl 4. l ; při souhlasné sěru proudů se vodiče a a přitahují a naopak.