Preskočiť na obsah
atlas.

Elektromagnet a cievka

Prečo zdvihne cievka s jadrom klinec až po zapnutí prúdu a po vypnutí ho pustí?

Čo sa naučíš

  • Určím smer poľa podľa smeru prúdu.
  • Použijem B = μ₀ μr N I / L len pre dlhú cievku.

Experiment

Dlhá cievka 200 závitov, 2 A a 0,2 m má vo vzduchu pole približne 0,0025 T. Železo v modeli násobí pole číslom μr = 200, kým je lineárne. Okolo priameho vodiča sú kružnice a pole klesá so vzdialenosťou.

Načítavam simuláciu…

Vyskúšaj

Aké veľké je pole vzduchovej cievky 200 závitov?

Overiť približne 0,0025 T.

  1. Nastav 200 závitov, 2 A, dĺžku 0,2 m a vzduch.
  2. Prečítaj pole vnútri.
V akom ráde je pole?

Pole je medzi 0,0024 T a 0,0026 T.

Overenie pochopenia

Po vypnutí prúdu elektromagnet:

μr = 200 pri železe v atlase znamená:

Vysvetlenie

Viac závitov alebo väčší prúd pole zvýši, väčšia dĺžka ho zníži. Otočenie prúdu otočí šípku. Železné jadro pole v čísle zväčší. Vypnutie prúdu ho v modeli vynuluje, preto klinec spadne.

Pohybujúci sa náboj, teda prúd, je zdrojom magnetického poľa. V dlhej cievke je vnútri pole približne rovnaké a platí B = μ₀ μr N I / L. Bez dĺžky veta „viac závitov, väčšie pole“ neplatí, lebo závity môžu byť rozťahané. μr = 200 je lineárna voľba mäkkého železa. Skutočné železo sa nasýti a μr klesne. Okolo priameho drôtu majú čiary tvar kružníc a veľkosť je μ₀ I / (2πr).

Pojmy

Elektromagnet
Cievka, ktorej pole zapne a vypne prúd.
Jadro
Železo vnútri cievky. V modeli len násobí pole stálym μr.

Príklad

Zvonček alebo šrotový magnet pustí železo, keď prúd skončí. Trvalý magnet by ho držal ďalej.

Čo sa často mýli

  • Viac závitov samo osebe neurčí teslu. Treba prúd a dĺžku.
  • Pole priameho vodiča nie je pole vnútra cievky.

Čo model zjednodušuje

Vzťah patrí vnútru dlhej cievky. μr = 200 nie je univerzálna konštanta železa. Sýtenie model nepočíta.

Vzorce

Pole v dlhej cievke

B=μ0μrNILB = \mu_0 \mu_r \frac{N I}{L}

Magnetická indukcia vnútri dlhej cievky.

B
magnetická indukcia, T
N
počet závitov, 1
I
prúd, A
L
dĺžka cievky, m
\mu_r
relatívna permeabilita, 1

Kedy platí: Dlhá cievka, pole vnútri, lineárne jadro. μ₀ = 4π·10⁻⁷ N·A⁻². Nie je to vzorec pri povrchu krátkej cievky.

Súvisiace lekcie