Elektromagnetická indukce

• objevem jevu, kdy okolo vodiče, kterým prochází proud, vzniká maknetické pole, se objevila otázka opačného jevu:
  • zda mg. pole v okolí vodiče vyvolá elektrický proud ve vodiči
• v roce 1831 po cca desetiletých pokusech Michael Faraday tuto otázku zodpovídá kladně

• připojíme cívku k ručkovému měřícímu přístroji, který má nulu uprostřed (obr. 1a)
  • výchylka je nulová, proud ve vodiči nevzniká
• necháme-li volně ležet magnet v cívce (obr. 1b)
  • výchylka je opět nulová, proud opět neprotéká
  • zdálo by se, že proud ve vodiči v přítomnosti mg. pole nevzniká

• pokud ovšem magnet do cívky vkládáme, zjistíme, že měřící přístroj se vychýlí (obr. 2a)
  • měřícím přístrojem protéká proud
  • čím rychleji magnet vložíme do cívky, tím větší je výchlka měřícího přístroje, tj. měřícím přístrojem teče vyšší proud
    • teče-li vyšší proud, znamená to, že na koncích cívky je vyšší napětí (Ohmův zákon)



• pokud magnet z cívky vytahujeme, zjistíme stejný jev, ale výchylka přístroje jde na opačnou stranu (obr. 2b)
  • proud měřícím přístrojem teče opačně
    • souvisí se zákony, které budou vysvětleny na vyšším stupni gymnázia

• elektrický proud vzniká při vzájemném pohybu cívky a magnetu (může se pohybovat cívka a magnet stát nebo se může pohybovat obojí), tedy při změně mg. pole v okolí cívky

• poznámka: INDUKOVANÝ užíváme proto, že proud nebo napětí vzniká pomocí tohoto jevu. Obecně obecně používáme pojmu proud nebo napětí, neboť běžně nelze obvykle zjistit, zda vznikly indukováním, chemickou cestou, pomocí světelných panelů apod.

1. Do vzájemné blízkosti umístíme dvě cívky. Jednu, tzv. PRIMÁRNÍ (vstupní) cívku, ke které je pře spínač připojen zdroj a druhou, tzv. SEKUNDÁRNÍ, ke které je připojen měřící přístroj - viz obr. 3a-d). Cívky nejsou nijak propojeny.

• obrázek 3a): primární cívka není připojena ke zdroji napětí (rozepnutý spínač)
  • cívka nevytváří mg. pole
  • v sekundární cívce se neindukuje žádné napětí ani proud

• obrázek 3b): primární cívku pomocí spínače zapneme ke zdroji e.l proudu
  • v cívce a jejím okolí se po zapnutí vytvoří mg. pole 
    • toto pole neroste skokem, sice rychle, ale v měřitelném čase
  • pole zasahuje do prostoru sekundární cívky, a jelikož je po zapnutí proměnné (roste) v závitech sekundární cívky se indukuje napětí, měřícím přístrojem prochází proud a měřící přístroj se vychýlí

• obrázek 3c): primární cívka je pomocí spínače trvale zapnuta ke zdroji el. proudu
  • v cívce a jejím okolí je neměnné mg. pole 
  • pole zasahuje do prostoru sekundární cívky, a jelikož je neměnné, v závitech sekundární cívky se neindukuje napětí, měřícím přístrojem neprochází proud

• obrázek 3d): primární cívku pomocí spínače vypneme ze zdroje el. proudu
  • v cívce a jejím okolí po vypnutí zaniká mg. pole
    • toto pole nezanikne skokem, sice zanikne rychle, ale v měřitelném čase
  • pole zaniká i v prostoru sekundární cívky, a jelikož je po vypnutí proměnné (klesá) v závitech sekundární cívky se indukuje napětí, měřícím přístrojem prochází proud a měřící přístroj se vychýlí, ale na opačnou stranu

2. Upravíme předchozí příklad: na společné magnetické jádro opět umístíme dvě cívky. PRIMÁRNÍ cívku, ke které je pře spínač připojen zdroj a SEKUNDÁRNÍ, ke které je připojen měřící přístroj - viz obr. 4a-d). 

• jev probíhá úplně stejně jako v předchozím příkladě, jen při zapnutí a vypnutí primární cívky jsou výchylky měřícího přístroje výrazně větší, neboť se mg. pole vytvářené primární cívkou soustředí (vcucne) do mg. jádra, tedy v prostoru sekundární cívky je daleko silnější