Magnet 1) Magnet těleso, kolem kterého je magnetické (silové) pole 2) Mg.pole pozorujeme pomocí účinků mg. síly

Transkript

1 Magnet 1) Magnet těleso, kolem kterého je magnetické (silové) pole 2) Mg.pole pozorujeme pomocí účinků mg. síly 3) Magnet N severní mg. pól jižní mg. pól netečné pásmo Netečné pásmo oblast, kde je mg. síla nejmenší S 4) Dělení magnetů: a) podle vzniku přirozené (magnetovec) umělé (elektromagnet) b) podle tvaru deskový tyčový podkovový kulový N S c) podle trvání mg. pole trvalé = permanentní dočasné (např. elektromagnet)

2 Magnetická síla: a) přitažlivá b) odpudivá Vlastnosti mg. síly: zmenšuje se vzdáleností působí jen na FEROMAGNETICKÉ LÁTKY" (Fe, Ni, Co, ferity) MAGNETICKÉ POLE ZEMĚ 1) Země se chová jako trvalý magnet (PERMANENTNÍ m.) S Z J M S z, J z zeměpisné póly S M, J M magnetické póly J Z S M

3 2) Vlastnosti mg. pole Země: póly mění svou polohu (10 40km za rok) mění svou intenzitu mění svou polaritu (jednou za let) 3) Využití mg. pole Země: orientace v prostoru kompas, buzola ochrana před kosmickým a Slunečním zářením 4) Projevy mg. pole Z: zmagnetování velkých kovových těles (mosty, koleje, zábradlí) ELEKTROMAGNET 1) Kolem každého vodiče, kterým prochází el.proud je mg. pole. 2) Zesílení těchto účinků: vytvoření cívky + doplnění jádrem z měkké oceli

4 3) Elektromagnet = cívka s jádrem v uzavřeném el. obvodu 4) Vlastnosti elektromagnetu: může měnit póly může měnit mg. sílu (podle velikosti el. proudu a počtu závitů cívky) je dočasný! 5) Využití eletromagnetu: elektrojeřáb reproduktor, mikrofon zvonek, jistič měření el. veličin (I, U) magn. vlak mg. resonance (vyšetření, léčba) 6) Nevýhody elektromagnetu: zahřívání závislost na zdroji napětí

5 ELEKTROMAGNETICKÁ INDUKCE 1) Při změně mg. pole v okolí cívky (s jádrem) vzniká v cívce INDUKOVANÉ EL. NAPĚTÍ V 2) Při zapojení do el.obvodu vzniká INDUKOVANÝ EL.PROUD A 3) VELIKOST IND. NAPĚTÍ závisí na a) na rychlosti změny mg. pole b) na intenzitě mg. pole, které působí na cívku ("na síle magnetů") c) na počtu závitů v cívce

6 4) Změna mg. pole a) pohyb trvalého magnetu v okolí cívky b) využití elektromagnetu se stejnosměrným napětím ind. napětí jen při zapnutí a vypnutí zdroje využití zdroje STŘÍDAVÉHO NAPĚTÍ ind. napětí vzniká pořád! primární obvod ~ V sekundární obvod STŘÍDAVÉ NAPĚTÍ 1) Při otáčení cívky v mg. poli se na svorkách cívky indukuje (vytváří) STŘÍDAVÉ EL. NAPĚTÍ

7 ~ 2) STŘÍDAVÉ NAPĚTÍ U a) mění svou velikost v závislosti b) mění svou polaritu na úhlu otočení 3) Graf. závislost stř. napětí na čase U AMPLITUDA U ef + t čára = SINUSOIDA T perioda Amplituda = maximální hodnota T= perioda => doba, po které se děj začíná opakovat f = frekvence => počet opakování za 1 s Př. ve veřejné síti: f= 50 Hz => T = 1/50 = 0,02 s f = 1 T T = 1 f f. T =1 U ef = efektivní hodnota stř. napětí (230 V) U max = ± 340 V

8 STEJNOSMĚRNÝ ELEKTROMOTOR 1) Stej. elektromotor = zařízení, které mění el. energii na energii pohybovou (mechanickou) 2) Princip: přitahování a odpuzování pólů trvalého magnetu a elektromagnetu cívka se otáčí 4) Části elektromotoru a) stator = nepohyblivá část (trvalé magnety) rotor = pohyblivá část kotva ( cívka - elektromagnet) b) zdroj stejnosměrného napětí c) komutátor - změna pólů elektromagnetu 5) Střídavý elektromotor - bez komutátoru 6) Využití: el. mixér, el. holící strojek, sekačka, el. pila, el. bruska, větrák, pračka, myčka, elektroauto (kolo)

9 "Domácí" elektromotor + - ZŠ Jarošova Jednoduchý elektromotor YouTube Jednoduchý DC motor YouTube Cetverodijelni elektromotor YouTube TRANSFORMÁTOR 1) Transformátor ("trafo") slouží ke změně STŘÍDAVÉHO NAPĚTÍ 2) Princip: elmg. indukce 3) Schéma ~ U1 N ~ 1 N 2 V U 2 primární cívka sekundární cívka U 1 - vstupní napětí U 2 - výstupní napětí N 1 - počet závitů primární cívky N 2 - počet závitů sekundární cívky

10 4) Transformační poměr ( p ) N p = 2 U = 2 N 1 U 1 a) transformace dolů U 1 > U 2 } N 1 > N 2 N p = 2 U = 2 < 1 N 1 U 1 Př. 240 V => 12 V, N 1 = 100 z, N 2 =? U p = = = U N 1 =100 z N 2 = /20 = 100: 20 = 5 z ŘEŠENÍ Sekundární cívka má 5 závitů. b) transformace nahoru U 2 > U 1 N 2 U 2 N 1 U 1 N 2 > N 1 } p = = > 1 Př. N 1 = 100 z, N 2 = 600 z, U 1 = 9 V, U 2 =? N p = = = 6 N U 1 = 9 V U 2 = 9. 6 = 54 V ŘEŠENÍ Výstupní napětí je 54 V.

11 Vypočítej chybějící veličinu (příklady řeš jako fyzikální úlohy): Př. N 1 N 2 U 1 U 2 transformace p Řešení: Př. N 1 N 2 U 1 U 2 transformace p dolů 1/ nahorů dolů 1/ nahorů 4

12 Kruhový transformátor Rozdělení transformátorů (pro použi v elektrotechnice): energecké změna napě pro přenos elektrické energie v rozvodných sích, určené pro velké výkony svařovací snižování napě pro svařování kovů elektrickým obloukem pecové pro napájení obloukových a odporových pecí pro tavení kovů měničové pro napájení polovodičových měničů, které přeměňují stejnosměrný proud na proud střídavý spouštěcí pro spouštění velkých asynchronních elektromotorů oddělovací galvanické oddělení elektrických obvodů pro zvýšení bezpečnos jiné měřicí, zkušební apod. VÝROBA STŘ. NAPĚTÍ ~ 1. K výrobě U se využívá alternátor (generátor) 2. Alternátor mění pohybovou energii na elektrickou. 3. Princip: elmagn. indukce (generátor) 4. Části alternátoru: a) rotor (pohybl. část) b) stator (nepohybl. část) generator_cs.jar

13 5) Výroba el. napětí a) stejnosměrné napětí: - chemický článek - dynamo b) střídavé napětí: alternátor (generátor) Výroba a distribuce (rozdělování) 1) Elektrárny el. energie v ČR - slouží k hromadné výrobě el. energie - v generátorech vzniká stř. napětí U - nejčastější princip výroby - elmg. indukce 2. Typy elektráren: tepelná, jaderná, větrná, vodní, fotovoltaická, geotermální ~ Výroba el. energie - odkaz

14 a) tepelné elektrárny (spalovací) - 44% výroby (v ČR) b) jaderné - využití energie při jaderné reakci - v ČR - Temelín, Dukovany (53 % výroby) Princip a) + b) rotor pohání zahřátá vodní pára c) elektrárny s obnovitelnými zdroji (3 % výroby) - větrné - vodní (říční, přečerpávací, přílivová, mořská) využití pohybové energie větru, vody - fotovoltaické (solární) - biomasa, bioplyn zdroje.cz/

15 3. Distribuce el. energie a) přenos el. energie zachování el.energie (W = U. I. t) - potřeba snížit I (tepelné ztráty) => vyšší U b) Elektrárna vvn vn nn U: 6 kv kV 22kV 230(400)V - vvn = velmi vysoké napětí, vn = vysoké napětí - transformační stanice

16 c) Výroba el. energie = ČEZ (polostátní) Distribuce = ČEZ, EON, RWE, ČEPS, PRE,...

17 Bezpečnost práce s el. přístroji 1) Lidské tělo = dobrý vodič (2/3 H 2 O) - el. odpor lid. těla R 1000 ohmů - při úrazu dochází k ohrožení zákl. životních funkcí (srdce, dýchání, krevní oběh), KŘEČ 2) Bezpečné napětí = do 24 V Bezp. el.proud = do 0,2 A 3) Důsledky úrazu závisí na: - velikosti U, I - zdravotním stavu - vlhkosti prostředí - na době kontaktu s U,I 4) Pravidla bezpečnosti - práce s neporušenými přístroji, dle návodu - opravy jen s odpojenými přístroji - pozor na vlhkost prostředí - vhodné zásuvky a zástrčky 5) Pravidla 1. pomoci: - odpojit od zdroje U - zajistit životní funkce - zajistit odbornou pomoc

18 Přílohy generator_cs.jar