ISŠT Mělník Číslo projektu
CZ.1.07/1.5.00/34.0061
Označení materiálu
VY_32_INOVACE_H.3.02
Název školy
Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti 2566, 276 01 Mělník
Autor
Ing.František Moravec
Tematická oblast
Elektrotechnika
Ročník
2ME
Anotace
Elektrické stroje točivé
Metodický pokyn
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
Zhotoveno
květen 2012
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
www.isstechn.cz
Elektromagnetická indukce 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
a) b)
Princip vzniku elektromagnetické indukce v generátoru el.proudu: pohybem permanentního magnetu (elektromagnetu) v blízkosti cívky pohybem cívky v blízkosti permanentního magnetu (elektromagnetu) * obě varianty => generátory el.proudu a)
b)
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
www.isstechn.cz
Elektromagnetická indukce Možné alternativy elektromagnetické indukce a vzniku napětí na cívce
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
www.isstechn.cz
Elektromagnetická indukce • • •
• • •
•
Vznik indukovaného napětí Ui
pokud v blízkosti vodiče (cívky) dochází ke změnám magnetického pole, vzniká (indukuje se) na jeho (jejích) koncích napětí Ui a uzavřeným obvodem pak začne procházet proud Ii 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 Ui 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 Ui = min počtu závitů cívky => více závitů = větší indukované napětí)
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
www.isstechn.cz
Elektromagnetická indukce 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:
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
www.isstechn.cz
Elektromagnetická indukce I.) - Největší naindukované napětí Ui 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 Ui na směru pohybu vodiče:
•
pro maximální naindukované napětí platí
Ui MAX = B . l . v . sin90° = B . l . v .1 [V] Ui MAX = B . l . v [V] PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
www.isstechn.cz
Elektromagnetická indukce II.) - Nejmenší naindukované napětí Ui 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 Ui na směru pohybu vodiče:
•
pro minimální naindukované napětí platí
Ui MIN = B . l . v . sin0° = B . l . v . 0 [V] Ui MIN = 0 [V] PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
www.isstechn.cz
Test - 2 1. 2.
3.
4.
5.
6.
Kdy vzniká na koncích vodiče, nebo cívky napětí ? Kdo definoval zákon o elektromagnetické indukci; zapište jej jako vzorec a popište všechny jednotky a veličiny v něm 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? Na čem závisí velikost naindukovaného napětí Ui ve vodiči, který se pohybuje v mg.poli? Zapište vztah a popište všechny jeho veličiny a jednotky Popište, kdy se na vodiči pohybujícím se mezi S a J pólem magnetů naindukuje maximální napětí UiMAX Popište, kdy se na vodiči pohybujícím se mezi S a J pólem magnetů naindukuje minimální napětí UiMIN Řešení: DUMY - VY_32_ INOVACE_H.3.02 str. 2 - 7
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
www.isstechn.cz
Opakování Samostatná práce Jak závisí velikost indukovaného napětí Ui 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 PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
www.isstechn.cz
ISŠT Mělník Použitá literatura: [1] „Příručka pro elektrotechnika“ – Ing.Klaus Tkotz a kol., vydalo nakladatelství EuropaSobotáles cz. s.r.o., Praha 10 v roce 2006 (ISBN 80-86706-13-3) [2] „Praktická elektrotechnika“ – Petr Bastian a kol., vydalo nakladatelství EuropaSobotáles 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. 3. 5. 6. 7.
2xhttp://www.cez.cz/edee/content/microsites/elektrina/anim/ani-ind.gif Pachner [5] [5] [5]
PENÍZE EU ŠKOLÁM č. projektu 1.07/1.5.00/34.0061; vzdělávací materiál III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing.František MORAVEC
www.isstechn.cz
