Pohyb vodiče v magnetickém poli

Vložíme-li vodič, kterým prochází proud, do magnetického pole, vodič se vychýlí.

To je způsobené vzájemným silovým působením magnetického pole magnetu a vodiče. Na vodič protékaný proudem v magnetickém poli působí síla kolmá na směr magnetického pole a kolmá na osu vodiče. Vodič se vychýlí směrem ven z magnetu.

Obr. 1: Pohyb vodiče v magnetickém poli trvalého magnetu

 

Síla působící na vodič

Magnetické pole působí boční silou na pohybující se elektrony ve vodiči. Protože vodivostní elektrony nemohou vodič opustit, přenáší se tato síla na samotný vodič.

Síla působící na vodič se zvětšuje s rostoucím proudem ve vodiči, s rostoucí magnetickou indukcí pole a s účinnou délkou vodiče.

kde:  F – síla, kterou se vodič vychyluje,

        B – magnetická indukce magnetu,

         I – proud procházející vodičem,

         l – délka vodiče v magnetickém poli.

 

Nejsou-li indukční čáry kolmé na vodič, pak:

  

       α – úhel, který svírá vodič s indukčními čarami.

Nachází-li se současně více vodičů v magnetickém poli a teče jimi stejný proud stejného směru, je celková síla rovna součtu sil působících na jednotlivé vodiče.

 

Směr vychylující síly

Směr vychylující síly závisí na směru pole magnetu a na směru proudu ve vodiči (na směru pole vodiče).

Pole magnetu a pole vodiče vytvoří spolu jedno společné výsledné pole. Na jedné straně vodiče probíhají indukční čáry pole vodiče proti indukčním čarám pole magnetu. Indukce na této straně vodiče klesá. Na druhé straně vodiče mají indukční čáry obou polí stejný směr. Zde bude pole hustější. Indukční čáry se zde stlačují. Tlačí se na sebe a mají snahu se zkracovat. Vodič je tedy z místa větší indukce vytlačovám. Při opačném směru proudu ve vodiči bude společné pole hustější na druhé straně vodiče a směr pohybu obrácený. Otočíme-li současně směr pole magnetu i směr pole vodiče, zůstane směr pohybu vodiče nezměněn.

Obr. 2: Silové působení magnetického pole magnetu a vodiče

 

Určení směru vychýlení vodiče

Vodič protékaný proudem se v magnetickém poli vychýlí. Směr vychylující síly závisí na směru pole magnetu a na směru proudu ve vodiči (směru pole vodiče). Směr pohybu vodiče je možné určit pomocí Flemingova pravidla levé ruky.

Flemingovo pravidlo levé ruky

– levou ruku položíme dlaní pod proudem protékaný vodič tak, aby indukční čáry směřovaly do dlaně a prsty ukazovaly směr proudu, a pak palec ukáže směr síly, která působí na vodič.

Obr. 3: Určení směru vychýlení vodiče Flemingovým pravidlem levé ruky

Vychylující síla má původ v silách magnetického pole, působících na náboje pohybující se ve vodiči.

Zdroje

• BLAHOVEC, A. Elektrotechnika I. 1. vyd. Praha: Informatorium, 1995. ISBN 80-85427-72-9.
• TKOTZ, Klaus et al. Příručka pro elektrotechnika. 2. doplněné vyd. Praha: Europa – Sobotáles, 2006. ISBN 80-86706-13-3.
• VOŽENÍLEK, Ladislav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 3. vyd. Praha: SNTL – Nakladatelství technické literatury, 1990. ISBN 80-03-00435-7.

Obrázky

• Obr. 1: VOŽENÍLEK, Ladislav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 3. vyd. Praha: SNTL – Nakladatelství technické literatury, 1990. ISBN 80-03-00435-7.
• Obr. 2: TKOTZ, Klaus et al. Příručka pro elektrotechnika. 2. doplněné vyd. Praha: Europa – Sobotáles, 2006. ISBN 80-86706-13-3.
• Obr. 3: TKOTZ, Klaus et al. Příručka pro elektrotechnika. 2. doplněné vyd. Praha: Europa – Sobotáles, 2006. ISBN 80-86706-13-3.