VY_52_INOVACE_VK62 Jméno autora výukového materiálu
Věra Keselicová
Datum (období), ve kterém byl VM vytvořen
květen 2013
Ročník, pro který je VM určen
8. ročník
Vzdělávací oblast, obor, okruh, téma
Člověk a příroda; Fyzika; Elektřina a magnetizmus; Magnetické pole magnetu, elektromagnet, elektromagnetická indukce, transformátor
Anotace
Výukový materiál je určený pro opakování učiva o souvislostech elektřiny a magnetizmu - o vlastnostech magnetů, magnetických polí, elektromagnetu, elektromagnetické indukci a transformátoru.
OPAKOVÁNÍ
1) Jaká je význačná vlastnost magnetů? Magnet přitahuje nebo odpuzuje jiné magnety a přitahuje tělesa z železa, oceli, kobaltu a niklu – působí na ně magnetickou silou. 2) Které význačné oblasti má magnet? Na koncích magnetu jsou póly: - severní – N – north (červený), - jižní – S – south (modrý). Póly působí magnetickými silami. Mezi póly je netečné pásmo (bílé) – oblast magnetu, která nijak nepůsobí na jiné magnety a tělesa z železa, oceli, kobaltu a niklu. 3) Kde se vyskytuje magnetické pole? Magnetické pole je oblast kolem magnetu, kde magnet působí na jiné magnety nebo tělesa z železa, oceli, kobaltu, niklu magnetickou silou.
4) K čemu slouží magnetické indukční čáry?
Magnetické indukční čáry jsou myšlené čáry, pomocí kterých se znázorňuje magnetické pole. Čím jsou čáry hustší, tím je magnetická síla větší. 5) Nakreslete magnetické pole kolem tyčového magnetu? Směr čar je od severního k jižnímu mag. pólu. 6) Nakreslete magnetické pole kolem magnetu tvaru podkovy. Uvnitř podkovy je stejnorodé magnetické pole - ind. čáry jsou rovnoběžné a stejně vzdálené - mag. síla je všude stejně velká.
7) Nakreslete magnetické pole mezi severním a jižním pólem a mezi 2 severními póly magnetu. Jak na sebe působí souhlasné a nesouhlasné póly magnetů? Na obr. S – severní pól, J – jižní pól. Souhlasné póly (N – N, S – S) se odpuzují, nesouhlasné póly (S – N) se přitahují. 8) Vysvětlete, proč magnetická střelka kompasu ukazuje na sever. Země se chová jako tyčový magnet. Kolem Země je magnetické pole. Nedaleko zeměpisného severu je jižní magnetický pól a nedaleko zeměpisného jihu je severní magnetický pól. 9) Jak se chová cívka, kterou prochází elektrický proud? Cívka, kterou prochází elektrický proud, se chová jako tyčový magnet. Kolem cívky je magnetické pole.
10) Co obsahuje a kde se využívá elektromagnet? Základní součástí elektromagnetu je cívka, v jejíž dutině je ocelové jádro a která se při průchodu elektrického proudu chová jako magnet. Využití: elektrický zvonek, galvanometr, zvedání těžkého nákladu na skládkách železného šrotu,… 11) Co je elektromagnetická indukce? Elektromagnetická indukce je jev, kdy při změně magnetického pole (pohybem magnetu, pohybem cívky, zapínáním a vypínáním primárního obvodu) v okolí dívky se v cívce indukuje elektrické napětí a v uzavřeném obvodu prochází indukovaný proud. 12) Na čem závisí směr indukovaného proudu a velikost indukovaného napětí? - Směr proudu závisí na směru změny magnetického pole a na orientaci pólů magnetu vůči cívce, - velikost indukovaného napětí závisí na rychlosti změny magnetického pole.
13) Co je střídavé napětí a jak ho lze získat? Střídavé napětí je napětí, jehož velikost a polarita se periodicky mění. Lze ho získat elektromagnetickou indukcí, k níž dojde při rovnoměrném otáčení cívky v magnetickém poli. 14) Co je perioda a frekvence střídavého proudu? Jaké jsou jejich značky, hlavní a jiné jednotky? Perioda: - čas 1 otočky cívky, - značka: T, - základní jednotka: s, frekvence: - počet period za 1s, - značka:f, - hlavní jednotka: Hz – hertz, - jiné jednotky: kHz – kiloHertz, MHz – megahertz. 15) Jak se nazývá a jaké má hlavní součásti zařízení, které vyrábí střídavé napětí v elektrárnách? V elektrárnách vyrábí střídavé napětí alternátor. Součásti: - stator (nepohyblivá část) – magnety nebo elekromagnety, - rotor (pohyblivá část) – cívky (otáčí se) v dutině statoru.
16) Jaká je frekvence, maximální a efektivní hodnota střídavého napětí vyrobeného v elektrárně? Frekvence f = 50 Hz, max.hodnota napětí Um = 310 V, efektivní hodnota napětí Uef = 230 V.
17) K čemu slouží, z čeho se skládá a jak funguje transformátor? Transformátor mění efektivní hodnoty střídavého napětí. Skládá se ze dvou cívek (primární a sekundární, které jsou umístěny na společném uzavřeném jádře, cívky se liší počty závitů). Funkce: Primární cívka je připojena na vstupní střídavé napětí, protéká jí střídavý proud, vytváří se proměnné mag. pole, ve kterém je i sekundární cívka. V sek.cívce se díky elektromagnetické indukci vzniká střídavý proud a vytváří se střídavé napětí o jiné efektivní hodnotě.
18) Co udává transformační poměr? Transformační poměr p udává, kolikrát se díky transformátoru změní efektivní hodnota napětí. Změní se tolikrát, kolikrát se liší počty závitů primární a sekundární cívky.
p=
𝐍𝟐 𝐍𝟏
=
𝐔𝟐 𝐔𝟏
N1 – počet závitů primární cívky, N2 – počet závitů sekundární cívky, U1 – vstupní napětí, U2 – výstupní (transformované) napětí. 19) Kde se používají transformátory? - Při přenosu elektrické energie z elektráren ke spotřebiteli na velké vzdálenosti – je potřeba transformovat napětí z 6 kV až na 440 kV a v místě spotřeby se postupně snižuje na 230 V. - V některých spotřebičích (nabíječky, lampy, hračky,…) je třeba 230 V transformovat na menší.
