Sbírka fyzikálních pokusů

Pokusy s indukčním vařičem

Pokus číslo: 1716

• Cíl pokusu

  Cílem experimentu je ukázat princip elektromagnetické indukce na spotřebiči, s kterým mají mnozí studenti zkušenosti.

• Teorie

  Nestacionární magnetické pole je příčinou vzniku indukovaného elektrického pole ve vodiči. Tento jev se nazývá elektromagnetická indukce.

  V hrnci s vodou postaveném na zapnutý indukční vařič se indukuje napětí a teče proud. Hrnec se chová jako jeden závit cívky ve zkratu. Proto je proud, který v něm protéká, poměrně velký a velké je tak i Jouleovo teplo, které zahřívá vodu. Naopak, pokud na vařič položíme ruku nebo jiný nevodivý materiál, napětí se v něm neindukuje, proto se nezahřívá.

  V jednom závitu vodiče se indukuje dost velké napětí (a teče dostatečně velký proud), aby se rozsvítila malá žárovka. V alobalu položeném na indukční vařič se indukují vířivé proudy, jejichž směr je dán Lenzovým zákonem. Vzniklá magnetická pole (od alobalu a od vařiče) se proto odpuzují a alobal se vznese.

• Pomůcky

  Indukční vařič, smaltovaný hrnec, alobal, list papíru nebo tenká knížka, vodič, žárovka např. 3,5 V/0,3 A.

  

• Postup

  Ohřev vody

  1. Do hrnce nalijeme malé množství vody a umístíme ho na zapnutý vařič.
  2. Pozorujeme, že se voda za chvilku začne vařit.
  3. Dotykem se můžeme přesvědčit, že vařič je v místech, kde nestál hrnec, studený.
  4. Podložíme-li hrnec tenkou knížkou nebo několika listy papíru, můžeme pozorovat, že se voda v hrnci stále vaří.

  Rozsvícení žárovky

  5. Okolo hrnce s vodou umístíme žárovku s jedním závitem vodiče.
  6. Zapneme vařič a sledujeme, že se žárovka rozsvítí.

  Lenzův zákon

  7. Na zapnutý vařič volně položíme list alobalu.
  8. Pozorujeme, že se alobal vznesl.

  Hoření alobalu

  9. Na zapnutém vařiči přidržíme list alobalu tak, aby se nemohl vznést.
  10. Pozorujeme, že alobal začal žhnout a hořet.

• Vzorový výsledek

  Video níže ilustruje možný průběh pokusu.

• Technické poznámky

  • Hrnec vhodný pro indukční vařič musí být vodivý, ale ne příliš. Hrnce se sendvičovým dnem už jsou pro některé vařiče příliš vodivé, pokud bychom je postavili na vařič, odebíraly by z něj příliš velký proud. V tomto případě se obvykle vařič nezapne nebo praskne pojistka.
  • Při provádění experimentů je potřeba dávat pozor na vodivé náramky, prstýnky apod.
  • Při držení alobalu na vařiči bychom měli mít ruce pouze na okraji vařiče, jinak hrozí popálení.
  • Pokusy není vhodné dělat na indukčních varných deskách v domácnosti, jelikož hrozí jejich zničení.
  • Podrobnější vysvětlení experimentu lze nalézt v článku P. Žilavý: Pokusy s indukčním vařičem.