ISŠT Mělník Číslo projektu Označení materiálu Název školy Autor Tematická oblast Ročník Anotace CZ.1.07/1.5.00/34.0061 VY_32_INOVACE_H.3.02 Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti 2566, 276 01 Mělník Ing.František Moravec Elektrotechnika 2ME Elektrické stroje točivé Metodický pokyn Zhotoveno květen 2012 Frontální vyučování doplněné metodou průběžného kladení otázek pro objasnění probírané látky. Po výkladu následuje zpětnovazební test a individuální vyhledání odpovědí pro řešení samostatné úlohy pomocí internetu a zpětná kontrola dataprojektorem
Elektromagnetická indukce Podle fyzikálního zákona o elektromagnetické indukci, který vyslovil v r. 1831 Michael Faraday, vzniká elektrické napětí na koncích vodiče, nebo cívky, jenž se nacházejí v magnetickém poli, díky změnám magnetického indukčního toku Φ Princip vzniku elektromagnetické indukce v generátoru el.proudu: a) pohybem permanentního magnetu (elektromagnetu) v blízkosti cívky b) pohybem cívky v blízkosti permanentního magnetu (elektromagnetu) * obě varianty => generátory el.proudu a) b)
Možné alternativy elektromagnetické indukce a vzniku napětí na cívce
Vznik indukovaného napětí U i pokud v blízkosti vodiče (cívky) dochází ke změnám magnetického pole, vzniká (indukuje se) na jeho (jejích) koncích napětí U i a uzavřeným obvodem pak začne procházet proud I i velikost indukovaného napětí na koncích vodiče (cívky) je závislá na charakteru změn magnetického pole intenzita účinků projevujících se na cívce je vždy vyšší než u samostatného vodiče a stoupá s počtem závitů této cívky Velikost indukovaného napětí U i Závisí na: síle magnetu => silnější magnet = větší indukované napětí rychlosti pohybu cívky => rychlejší pohyb = větší indukované napětí ale indukuje se po kratší dobu směru pohybu cívky (vodič při pohybu musí protínat indukční siločáry mg. pole.) => více protlých siločar pohybujícím se vodičem = větší indukované napětí a naopak při jeho pohybu ve směru indukčních čar (α = 0 ) se na něm žádné napětí nenaindukuje U i = min počtu závitů cívky => více závitů = větší indukované napětí)
Flemingovo pravidlo pravé ruky Určuje směr indukovaného elektrického proudu ve vodiči, který se pohybuje v mg.poli. Pohyb se mění na el.proud => el.generátor Pravou ruku položíme na vodič tak, aby odkloněný palec ukazoval směr pohybu vodiče a magnetické indukční čáry vstupovaly do dlaně, pak natažené prsty ukazují směr indukovaného elektrického proudu Indukovaného napětí ve vodiči:
I.) - Největší naindukované napětí U i MAX se naindukuje na vodiči v případě, že se vodič pohybuje kolmo vzhledem k mg.siločárám (α = 90 => sin 90 = 1) V tomto případě vodič při pohybu protne největší možné množství mg.siločar Závislost velikosti indukovaného napětí U i na směru pohybu vodiče: pro maximální naindukované napětí platí U i MAX = B. l. v. sin90 = B. l. v.1 [V] U i MAX = B. l. v [V]
II.) - Nejmenší naindukované napětí U i MIN se naindukuje na vodiči v případě, že se vodič pohybuje rovnoběžně se směrem mg.siločar (α = 0 => sin 0 = 0) V tomto případě vodič při pohybu protne nejmenší možné množství mg.siločar Závislost velikosti indukovaného napětí U i na směru pohybu vodiče: pro minimální naindukované napětí platí U i MIN = B. l. v. sin0 = B. l. v. 0 [V] U i MIN = 0 [V]
Test - 2 1. Kdy vzniká na koncích vodiče, nebo cívky napětí? 2. Kdo definoval zákon o elektromagnetické indukci; zapište jej jako vzorec a popište všechny jednotky a veličiny v něm 3. Podle jakého pravidla se určuje směr proudu, který vodičem bude protékat při jeho pohybu v mg. poli? Kdo toto pravidlo formuloval a jaké je jeho znění? 4. Na čem závisí velikost naindukovaného napětí U i ve vodiči, který se pohybuje v mg.poli? Zapište vztah a popište všechny jeho veličiny a jednotky 5. Popište, kdy se na vodiči pohybujícím se mezi S a J pólem magnetů naindukuje maximální napětí U imax 6. Popište, kdy se na vodiči pohybujícím se mezi S a J pólem magnetů naindukuje minimální napětí U imin Řešení: DUMY - VY_32_ INOVACE_H.3.02 str. 2-7
Samostatná práce Opakování Jak závisí velikost indukovaného napětí U i na rychlosti změn intenzity magnetického pole kolem cívky? K řešení využijte znalosti z DUMY - VY_32_ INOVACE_H.3.02 str. 2 a ověřte pomocí videa na internetovém odkazu ADRESA: http://www.youtube.com/watch?v=wjmvinxq7ne Řešení: DUMY - VY_32_ INOVACE_H.3.02 str. 2 http://www.youtube.com/watch?v=wjmvinxq7ne
ISŠT Mělník Použitá literatura: [1] Příručka pro elektrotechnika Ing.Klaus Tkotz a kol., vydalo nakladatelství Europa- Sobotáles cz. s.r.o., Praha 10 v roce 2006 (ISBN 80-86706-13-3) [2] Praktická elektrotechnika Petr Bastian a kol., vydalo nakladatelství Europa- Sobotáles cz. s.r.o., Praha 10 v roce 2004 (ISBN 80-86706-07-9) [3] Základy elektrotechniky II, pro 2. a 3. ročník SOU elektrotechnických Ing.Ladislav Voženílek, Ing.František Lstibůrek, vydalo SNTL Praha 1 v roce 1989 [4] Volně šířené a dostupné firemní prezentační materiály a prodejní katalogy výrobců elektromotrů [5] Archiv autora Seznam zdrojů obrázků na jednotlivých stranách prezentace: 2. 2xhttp://www.cez.cz/edee/content/microsites/elektrina/anim/ani-ind.gif 3. Pachner 5. [5] 6. [5] 7. [5]