Metodický pokyn = učitel

Tematické zařazení experimentu

• nestacionární magnetické pole
• elektromagnetická indukce
• Faradayův zákon elektromagnetické indukce

Cíl experimentu

• Cílem experimentu je demonstrovat jev elektromagnetické indukce.

Poznámky k realizaci experimentu

• Aby amplituda indukovaného napětí dosáhla několik voltů, je třeba na experimentování použít cívku s dostatečně velkou samoindukcí (=větší počet závitů).

Návod na zpracování dat

• Žáci mohou velmi jednoduše porovnávat amplitudy indukovaného elektromotorického napětí. Například velikost kladné amplitudy napětí na grafu je přibližně 2,6 V a záporné amplitudy 3,0 V.

Závěry z experimentu

• Při každé vzájemné změně polohy magnetu a cívky dochází v cívce ke vzniku indukovaného elektromotorického napětí.
• Pokud je cívka součástí uzavřeného elektrického obvodu, pak při navzájem opačných změnách (např. Dva pohyby magnetu v dutině cívky v navzájem opačných směrech) vznikají v cívce navzájem opačné indukované napětí (a proudy).
• Pokud je velikost rychlosti pohybu magnetu větší (=menší) indukuje je větší (=menší) proud.
• Pokud použijeme cívky s různým počtem závitů, v cívce s větším počtem závitů se indukuje větší napětí (magnetický indukční tok protíná roviny všech závitů cívky, proto se v cívce s větším počtem závitů sčítá více indukovaných napětí od jednotlivých závitů).

Žákovské aktivity

• Sestavení experimentu a naměření dat dle postupu.
• Porovnání získaných křivek.
• Diskuse o možnostech využití elektromagnetické indukce.

Trochu teorie:

• Při vzájemném pohybu magnetu a cívky vzniká v cívce (=indukuje se) elektromotorické napětí. Tento jev nazýváme elektromagnetická indukce. Elektromotorické napětí je příčinou vzniku indukovaného elektrického proudu, který prochází elektrickým obvodem cívky. Elektromagnetickou indukci kvantitativní popisuje Faradayův zákon, který říká, že indukované elektromotorické napětí se rovná záporně vzaté časové změně magnetického indukčního toku
• Pokuste se demonstrovat vznik indukovaného elektromotorického napětí v cívce při vzájemném pohybu cívky a magnetu.

Souvislost se životem, přírodou a praxí:

• Elektromagnetická indukce je jev, který se využívá všude kolem nás. Na tomto principu jsou založeny nejen generátory elektrické energie nebo transformátory, které mění velikost střídavého napětí nahoru nebo dolů, ale také mikrofony a reproduktory.
• Elektrodynamický mikrofon (reproduktor) je složen z kmitající membrány (2), která je připojena na cívku. Touto cívkou prochází magnet (3) a pokud se cívka s membránou účinkem zvukových vln (1) pohybuje, indukuje se v ní elektromotorické napětí. Podobně můžeme rozkmitat membránu, pokud do cívky přivedeme střídavý elektrický signál - v důsledku elektromagnetické indukce se cívka rozkmitá a s ní i membrána reproduktoru, která je zdrojem zvuku.