Indukované napětí

Indukované napětí vzniká ve vodiči při změně magnetického indukčního toku v jeho okolí. Indukované napětí v přímém pohyblivém vodiči je přímo úměrné součinu magnetické indukce, aktivní délky vodiče a rychlosti vodiče. Velikost indukovaného napětí narůstá s rychlostí pohybu vodiče, příp. rychlostí pohybu pole. Máme-li místo vodiče cívku, pak indukované napětí vzrůstá s rostoucím počtem závitů cívky.

Indukované napětí určíme:

kde:  U_i – indukované napětí ve vodiči,

          B – magnetická indukce,

           l – délka vodiče v magnetickém poli,

          v – rychlost pohybu vodiče nebo cívky.

Není-li vektor magnetické indukce kolmý na vektor rychlosti vodiče, platí:

kde :  α  - úhel vektoru magnetické indukce a vektoru rychlosti vodiče.

Obr. 1: Vznik indukovaného napětí

Je-li vodič posouván napříč magnetickým polem, pohybují se s ním i jeho volné elektrony. Pohybující se elektrony jsou odchylovány v magnetickém poli kolmo od směru svého pohybu. Na jednom konci vodiče vzniká nadbytek elektronů a na druhém konci jejich nedostatek. Mezi konci vodiče vzniká napětí.

 

Směr proudu při elektromagnetické indukci

Směr (polarita) indukovaného napětí závisí na směru pohybu vodiče a na směru magnetického pole. Tento směr určíme pomocí Flemingova pravidla pravé ruky.

Flemingovo pravidlo pravé ruky

Položíme-li pravou ruku dlaní k vodiči tak, aby indukční čáry vstupovaly do dlaně a odvrácený palec ukazoval směr rychlosti pohybu vodiče, pak dohodnutý směr proudu ve vodiči je od hřbetu ruky k napjatým prstům.

Obr. 2: Určení směru procházejícího proudu Flemingovým pravidlem pravé ruky

 

Princip elektromagnetické indukce se využívá u elektrických strojů točivých i netočivých, např. u alternátoru, motoru nebo transformátoru.

Lenzovo pravidlo

Proud vyvolaný indukovaným napětím je orientován tak, že svými magnetickými účinky působí proti změně původního toku.

Při pohybu vodiče napříč magnetickým polem se ve vodiči indukuje napětí, které vyvolá proud. Tento proud vyvolá kolem vodiče magnetické pole, které pak spolupůsobí společně s polem magnetu. Pole vodiče je orientováno tak, že se výsledné pole před pohybujícím se vodičem zhustí a tím vyvine na vodič sílu působící proti směru jeho pohybu. Ze směru indukčních čar výsledného pole před pohybujícím se vodičem lze určit směr proudu 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: TKOTZ, Klaus et al. Příručka pro elektrotechnika. 2. doplněné vyd. Praha: Europa – Sobotáles, 2006. ISBN 80-86706-13-3.
• Obr. 2: VOŽENÍLEK, Ladsilav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 3. vyd. Praha: SNTL – Nakladatelství technické literatury, 1990. ISBN 80-03-00435-7.