oaprerov

MAGNETICKÉ POLE

• magnetické pole vodiče s proudem

• Magnet – zdroj magnetického pole, má severní a jižní magnetický pól

• magnetka – malý trvalý magnet otáčivý kolem svislé osy

• dánský fyzik Oerstech zjistilk, že magnetka umístěna v blízkosti vodiče změní svoji polohu v momentě kdy vodičem začne procházet proud – v okolí vodiče s proudem existuje magnetické pole

• pilinový obrazec s proudem

  vytváří soustředné kružnice

• magnetické pole lze zobrazit pomocí magnetických indukčních čar

• magnetická indukční čára (MIČ)- - křivka, jejichž tečna v každém bodě má směr

• MIČ přímého vodiče s proudem jsou soustředné kružnice a jejich směr určíme pomocí Ampérova pravidla pravé ruky: Naznačíme uchopené vodiče pravou rukou tak, že vztyčený palec ukazuje směr el. Proudu, zahnuté prsty pak ukazují směr MIČ

Magnetická síla

• trvalý magnet působí na vodič s proudem magnetickou silou Fm

• ozn.Fm

• mezi póly magnetu umístíme pohyblivý vodič s proudem

• po sepnutí obvodu se vodič z rovnovážné polohy vychýlí na jednu stranu, po změně směru proudu se vychýlí na opačnou stranu

• příčinou je působení magnetické síly – Fm=BI

• I...velikost proudu procházející vodičem

• ...aktivní délka vodiče (délka vodiče umístěného v poli)

• B... mag. Indukce – veličina chrakterizující magnetické pole trvalého magnetu

  jednotkou : T (tesla)

  vektorová veličina jejichž směr odpovídá orientaci mag. Indukčních čar daného mag. Pole

• Fm – vektorová veličina jejichž směr určíme pomocí flemingového pravidla levé ruky : položíme-li otevřenou ruku k přímému vodiči tak aby prsty ukazovaly směr proudu a MIČ směřovali do dlaně, odtažený palec ukazuje směr mag. Síly Fm

Silové působení dvou rovnoběžných vodičů s proudem

• dva rovnoběžné vodiče s proudem stejného směru se navzájem přitahují

• dva rovnoběžné vodiče s proudem opačného směru se navzájem odpuzují

Elektromagnetická indukce

• el. Proud je přičinou vzniku magnetického pole (Orested)

• může být magnetické pole příčinou vzniku el. Proudu? Ano

• mějme cívku připojenou k citlivému voltmetru a magnet – zasouváme-li magnet do cívky ručka voltmetru se vychýlí na jednu stranu, při vysouvání na druhou stranu

• = proměnlivé (nestacinámi)mag. Pole vyvolá vznik el. Napětí a proudu – indukované napětí

  indukovaný proud

• tento jev se nazývá jev elektromagnetické indukce

• pro popis elektromagnetické indukce je nutná fyzikální veličina magnetický indukční tok

• vychází z indukčních čar – když rovinnou plochu o obsahu S umístíme do homogeního magnetického pole s mag. Indukcí B kolmo ke směru MIČ, pak magnetický indukční tok je určena vztahem

• nestacionární magnetické pole vyvolává proměnlivý mag. Indukční tok dutinou cívky

• promění-li se mag. Indukční tok uzavřeným vodičem za dobu t a indukuje se ve vodiči napětí, jehož střední hodnota je

Lenzův zákon

• indukovaný el. Proud v uzavřeném obvodu má takový směr, že svým mag. Polem působí proti změně mag. Indukčního toku, která je jeho příčinou

Využití

• v homogením magnetickém poli se otáčí kolem své osy rovinný závit

• v závislosti na změnách indukčního toku se na závitu indukuje napětí, které je harmonické

• je velmi malé – zvyšujeme jej tím, že používáme rovinnou cívku s N závity

• vzniká střídavé el. Napětí a proud

Střídavý proud v energetice

Trojfázová soustava střídavého napětí

• tří fázově posunutá napětí z alternátoru lze rozvádět 6 vodičů

• je možné spojit jeden konec každé z cívek do společného bodu – uzlu, ke druhému konci cívek jsou připojeny fázové vodiče a s uzlem spojíme nulovací vodič (nulák) – 4 vodiče

• el. Obvod řady spotřebičů (např: vnutí elektromotoru) má 3 stejné části, zapojené buď do hvězdy (obr. A ) nebo do trojúhelníka (obr. B )

• výkon spotřebiče při zapojení do trojúhelníka je větší

   

   

   

   

  Přenos elektrické energie

   

• uskutečňován složitou přenosovou soustavu v niž je střídavé napětí transformováno na různou hodnotu

• dálkový přenos – (často přesahující i hranice státu) se uskutečňuje při vysokém napětí

• blízký přenos – elektrická energie se přenáší menším napětím

Dálkový přenos

• vlivem ztrát se přenášený výkon snižuje o Joulovo teplo – minimálních ztrát je možné dosáhout menším proudem ve vedení (při daném odporu vedení) a tedy větším napětím – přenáší se vysokým napětím

Blízký přenos

• menší napětí se získává transformací v rozvodnách napojených na dálkový přenos – přenosovou soustavu pak ukončují transformační stanice v nichž se získává trojfázové napětí, které se rozvádí k jednotlivým spotřebitelům

Elektrárny

• uhelné elektrárny (tepelné elektrárny) – alternátory jsou poháněny parními turbinami – potřebná energie se získává spalováním uhlí, oleje, plynu, …

  u nás se znich získává 70% elektrické energie

• jaderné elektrárny – jedná se v podstatě o tepelnou elektrárnu, v niž se energie potřebná pro výrobu páry získává přeměnou jaderné energie

  podíl na produkci energie v ČR je 27%

• vodní elektrárny (hydroelektrárny) – jsou založeny na využití energie vodního toku – produkují přibližně 3% elektické energie

• vzhledem k technologické náročnosti i negativním dopadům produkce el. Energie je důležitým společenským požadavkem snižování spotřeby

• současně se hledají i alternativní zdroje el. energie