Elektromagnetická indukcia

Elektromagnetická indukcia

El. indukcia : vznik napätia vo vodiči zmenou magnet. poľa. Napätie vzniknuté elektromagnet. indukciou nazývame indukované napätie –( ui ) a prúd nazývame indukovaný prúd –( i ).

El. indukcia je najrozšírenejší spôsob získavania el. energie. Využitie : el. stroje a prístroje

Elektromagnetická indukcia a jej vznik

Vznik indukovaného napätia – pohybového ( obr.8.1)

( ui ) vzniká v cievke pohybom magnetu.

(obr.8.2.) vznik induk. napätia pohybom vodiča vo vzduchovej medzere podkovitého magnetu. Z pokusu vyplýva, že pohybom konštantného magnet. poľa cez vodič alebo pohybom vodiča v konštantnom magnet. poli vzniká vo vodiči napätie, kt. nazývame pohybové indukované napätie.

Využitie : v generátore el. prúdu. Generátory sú zariadenia , kt. premieňajú mechanickú energiu na elektrickú. Alternátory – na striedavý prúd, dynamá – na jednosmerný prúd.

Indukované napätie – transformačné

Využitie : transformátory

Striedavé stroje, netočivé el. stroje, kt. slúžia na zmenu veľkosti striedavého napätia.

(obr.8.3.) zmenou prúdu v primárnej cievke magnet. obvodu vzniká v sekundárnej cievke napätie. Toto napätie nazývame indukované napätie transformačné .

INDUKČNÝ ZÁKON a jeho formy

Určuje veľkosť indukovaného napätia a má 2 formy :

1. platí pre indukované napätie transformačné

ui =∆Ø / ∆t [ V ] → pre vodič ∆Ø – zmena magnet. toku

ui = N . (∆Ø / ∆t ) [ V ] → pre cievku ∆t – zmena času

Indukované napätie je priamo úmerné časovej zmene magnetického toku.

1. platí pre indukované napätie – pohybové.

ui = B . l . v [ V ]

ui = B. l . v . N

B – indukcia, malé L – dľžka vodiča, v – rýchlosť

Veľkosť induk. napätia pohybového závisí od rýchlosti pohybu vodiča, od dĺžky a od magnet. indukcie.

V technickej praxi pri otáčavých el. strojoch sa vodič pohybuje po kruhovej dráhe. Pre induk. napätie potom platí ui = B . l . v . sin alfa

VLASTNÁ INDUKČNOSŤ

- vlastnosť cievky indukovať pri zmene prúdu napätie pôsobiace proti napätiu, ku ktorému je cievka pripojená, sa nazýva VLASTNÁ INDUKČNOSŤ a označuje sa L

Vlastná indukčnosť prúdovej slučkyL je definovaná podielom vlastného magnetického toku F a elektrického prúdu I v slučke

VÍRIVÉ PRÚDY

Foucaultove prúdy

Vznik :

Vznikajú v kovových predmetoch, kt. sa nachádzajú v časovo premenlivom magnet. poli. Majú tvar uzavretých kriviek preto ich nazývame vírivé prúdy.

Najväčšie sú na obvode vodiča. Najmenšie v jeho strede.

Veľkosť v. p. závisí od veľkosti kovového predmetu v kt. sa indukujú, od merného odporu a od rýchlosti zmeny magnet. toku.

Účinky :

Môžeme sledovať pomocou Waltenhofeuovho kyvadla – vírivé prúdy majú brzdný účinok.

1. a) brzdný účinok sa využíva : v el. brzdách, v tachometroch, na tlmenie pohybu ukazovateľov meracích prístrojov.
2. b) v technickej praxi sú v. p. nežiadúce, v jadrách transformátorov, v generátoroch a elektromotoroch. Energia v. p. sa mení na teplo, jadro sa zohrieva a zhoršuje sa magnet. vodivosť. Odstránenie nežiad. účinkov : obvody sa skladajú z transformátorových plechov ( 0,35 – 0,5 mm ), kt. sú navzájom odizolované papierom alebo lakom.

Vzájomná indukčnosť:

Vzájomná indukčnosť
Zmenou prúdu v prvej cievke sa v druhej cievke indukuje napätie.
M – konštanta úmernosti, ktorú nazývame vzájomná indukčnosť

k – činiteľ väzby, ktorý vyjadruje aká časť mag. toku z prvej cievky zasahuje aj do druhej cievky.

tesná väzba k = 1
voľná väzba k < 1
celkom voľná väzba k = 0

Koniec konverzácie na chate