Sbírka fyzikálních pokusů

Závislost indukovaného napětí na počtu závitů cívky

Pokus číslo: 1814

• Cíl pokusu

  Pokus ukazuje, jakým způsobem závisí velikost indukovaného napětí na počtu závitů cívky.

• Teorie

  Pokud vložíme cívku do časově proměnného (nestacionárního) magnetického pole, bude se na jejích koncích indukovat napětí. Tomuto jevu se říká elektromagnetická indukce. Velikost indukovaného napětí je dána vztahem

  \[U_\mathrm{i}=-\frac{ΔΦ}{Δt},\tag{1}\]

  kde ΔΦ je změna magnetického indukčního toku za čas Δt. Pokud měníme magnetický indukční tok procházející cívkou o N závitech, pak vzniká indukované elektromotorické napětí v každém závitu a celkové elektromotorické napětí indukované v cívce je součtem jednotlivých elektromotorických napětí. Je-li cívka hustě vinutá, je tok každým z N závitů stejný. Celkový tok tedy můžeme vyjádřit jako NΦ a indukované elektromotorické napětí je pak dáno vztahem

  \[U_\mathrm{i}=-N\frac{ΔΦ}{Δt}.\tag{2}\]

• Pomůcky

  Voltmetr s ukazatelem uprostřed, tyčový magnet, cívky s 300, 600 a 1200 závity, spojovací vodiče.

  

• Postup

  1. K voltmetru připojíme cívku s 300 závity.

  2. Do cívky vsouváme magnet.

  3. Sledujeme výchylku na voltmetru.

  4. Vyměníme cívku za cívku s 600 závity a stejnou rychlostí do ní vsouváme magnet.

  5. Totéž opakujeme pro cívku s 1200 závity a porovnáváme výchylky na voltmetru.

• Vzorový výsledek

  Video níže ilustruje možný průběh pokusu.

• Technické poznámky

  • Magnet by měl být do cívek zasouván alespoň přibližně stejnou rychlostí.

  • Na pokus bude mít vliv i odpor obvodu při zapojení odlišných cívek. Pokud bychom chtěli, aby se odpor obvodu neměnil, zapojíme cívky do série. Tato varianta je sice metodicky čistší, ale pro žáky méně přehledná.

  • Není-li k dispozici dostatečně citlivý voltmetr, zapojíme místo něj do obvodu miliampérmetr. Vycházíme při tom z toho, že mezi indukovaným proudem v obvodu a indukovaným napětím na cívce je přímá úměrnost.