Fyzika Vzájomne pôsobenie 2 vodičov, magnetické pole cievky, nestacionárne MP, ...

VZÁJOMNÉ POSOBENIE 2VODIČOV S I:1)2vodiče,priame,rovnobežné.
2)preteká ním I v súhlasnom smere. 3)nesúhlasnom smere.
(obr.1)F=k.I1.I2.l/d –amperov zákon k=mí/2pí =>F=mí/2pí x I1.I2.l/d => mír.mí0/2pí x I1.I2.l/d => mír=mí/ mí0 Fm=B,I.l.sind => B=… I1=I2 B=(mí/2pí x I.I.l/d) /(I.l.sind) => B=(k/2pí x I/d) / sind(=90) =>
B=mí/2pí x I/d Je to mag. ind. velmi dlhého priameho vodiča
mí...permeabilita pros., d...kolmá vzdialenosť, l...dĺžka vodičov
Def. ampéra: A je stály I, kt. pri prechode 2priamimi // nekoneč. dlhými vodičmi, so zanedbateľným prierezom, umiestnenými vo vákuu, vo vzdialenosti 1m, vyvolá medzi týmito vodičmi F=2x10-7N na 1m. M.P. CIEVKY: cievka-zdroj mag. pola, dlhý vodič navinutý na izolante, má závity(počet závitov=M), v strede cievky predpokladáme vákuum. solemoid: cievka s veľkým množstvom závitov Bo=mí0 x NI/l...N/l...hustota závita
NESTACIONÁRNE M.P:vznik a trvanie mag. javov je podmienené časom. Vodiče, alebo prúd sa mení časom => podmienené pohybom. Veličiny sa časom menia. Druhy nestacionárneho MP 1)nepohyblivý vodič s časovo nepremeným I 2)pohybujúci sa vodič s konšt. I alebo premenneným I v čase 3)pohybujúci sa permanentný mag, alebo elektro mag.
Mag. ind. tok (obr2)...veličina popisujúca nestac. MP ф=B.S.cosd : 1) alfa=0, cos0=1, ф =B.S(max)
2) alfa=pí/2,cos90=0, ф=B.S.0=0 ф=T.m2=Wb.....Weber => ф=N.B.S.cosd
FARADAYOV ZÁK EL-MAG. IND(pbr3). l...vodič preložený naprieč 2dlhými // vodičmi, Fm...mag sila pôsobiaca na vodič pohyblivý, na 2// vodiče.. ΔS=l. Δs, Ei...intenzita el. poľa vodiča, vodič...množstvo e-, na každý e- pôsobí Fm kolmé na v, B, smer Fm je od M => N
Fm=l.v.B.sind, ak alfa=90 => sind=1, Ei= Fm/l=v.B, vodiče sú vo vzdialenosti l => Ui(el.-motorické U)=Ei.l=v.B.l=B.l x Δs / Δt, pri zmene v čase: Ui=Δ ф/Δt, lebo ф=B. Δs => Ui=B. Δs/ Δt
Ui= - Δф/Δt{Wb/s..Wb.s-1}
Ui= Δф/Δt...derivácia, Ui=záporne vzatej časovej zmene induk. toku
LENZOV ZÁKON zmena mag. ind toku (Δф) nastane zmenou plochy (Δs), ak sa mení B, S, alfa, zmení sa aj ф,lebo Δ ф=B.

Δs, ak sa ф zväčšuje cez plochu uzatvoreného vodiča, má indukovaný I, vo vodiči opačný smer, ako pri zmenšovaní ind. toku. Ak závislosť platí pre zmenu smeru ind I?
(obr 4) –jadro z mäkkej ocele, Al prstenec navinutý na jadre- nedotýka sa ho, jadro slúži na zväčšenie ф plochou prstenca, ak konš. I v cievke => ф cez prstenec je konš.,
ak premenený I v cievke => zmena MP, zmena Δ ф a v prstenci sa indukuje I
zväčšenie I v cievke => prstenec sa odpudzuje (obr5 )
zmenšenie I v cievke => prstenec sa priťahuje (obr6 )
pri zapnutí spínača => induk. I nesúhlasným smerom oproti cievke
pri vypnutí spínača => ind I so súhl. smerom s cievkou
MP induk v prstenci zmenšuje MP cievky aj ind toku prstenca.
Záver: Lenzov zák.: ind I pôsobí svojími účinkami vždy proti zmene, kt. ho vyvolala. LZ: nielen pre drôty, ale aj pre plné vodiče (hranoly), vznikajú vírive prúdy- Fovcaltove prúdy.
VLASTNÁ IND. (obr7)- vo vlastn. cievke sa indukuje Ui, kt. je spôsobené časovou zmenou I
-ak v Δt => ΔI => zmena ind toku Δ... ф
-Δ ф ~ ΔI
-ak t sa nemení => Δ ф tiež závisí od I
-máme cievku s mív (ind. cievky, pre danú cievku má konšt. veľ.)=konšt.
L....ďalší dôležitý parameter(B,C), vyjadrujú mív, N, geometriu cievky(l,S)
ф =L.I... Δ ф =L.ΔI
Ui=Δ ф / Δt = -L. ΔI / Δt => Ui. Δt= -L. ΔI => -L=Ui. Δt / ΔI => L= -Ui. Δt / ΔI
[L]= [ v.s/A] =[Wb/A]=H
pre časť obvodu I=U/R
I=Ue+Ui/R I=(Ue-Lx ΔI/Δt)/R
-graf vplyvu vlst. indukcie na priebeh I a U v cievke pri zapnutí a vypnutí: (obr8 )







ENERGIA MP A CIEVKY Em=׀Ui׀.I.Δt =L.ΔI.I.Δt /Δt= ф.ΔI
túto E získalo MP cievky premenou veľkej časti el. en zdroja(el. sily vykonali W, kt. pôsobili na voľné elektróny) en. MP cievky je priamoúmerná druhejmocnine I v cievke:
Em=1/2. ф.I=1/2L.I2 – cievka bez jadra
po vypnutí => premena => vnútorná E
(obr.9 ) fí. ΔI => obsah plošnej na grafe pri veľmi malej zmene Δt => aj ΔI je veľmi malá fío=L.Io….fío ~ Io, MP => forma hmnoty => má energiu, - závislosť en. MP cievky od vlastnosti cievky a prúdu (obr.10 )
Po zapnutí spínača a ustálení…. fí=L.I, Ui=-L. ΔI/Δt, za krátky čas Δt prúd vzrastá o ΔI => zväčšenie en cievky (premena el. en. zdroja na E MP Δem)
El. sily konajú W, kt. při premene je práve: We=Δem….W=F.s….I=Q/t
pre elektrinu: Em=Ui.Q => ΔEm=׀Ui׀.I. Δt => ΔEm=L.ΔI.I, ak Em =L. ΔI.I.

Δt/Δt => ΔEm=fí. Δ I en.
energia je vypočítateľná jako obsah plochy na grafe: Em=fí. ΔI/2 => závislosť od I nie celkom lineárna => Em ~ I2 => Em=L.I2/2.