Vzájemné působení vodičů s proudem

Pokus číslo: 897

  • Cíl pokusu

    Experiment demonstruje vzájemné magnetické působení dvou rovnoběžných vodičů s proudem.

  • Teorie

    Okolo vodiče s proudem vzniká magnetické pole. Pokud do tohoto magnetického pole umístíme druhý rovnoběžný vodič s proudem, budou se tato magnetická pole vzájemně ovlivňovat a vodiče na sebe budou působit magnetickými silami.

    Magnetické indukční čáry tvoří soustředné kružnice okolo každého z vodičů. Jejich směr lze určit pomocí Ampérova pravidla pravé ruky:

    Umístíme-li pravou ruku na vodič tak, že palec ukazuje dohodnutý směr proudu (od + k -), potom prsty ukazují směr magnetických indukčních čar.

    Směr magnetické síly, kterou na každý z vodičů působí magnetické pole druhého vodiče, zjistíme z Flemingova pravidla levé ruky:

    Položíme-li otevřenou levou ruku k přímému vodiči tak, aby prsty ukazovaly dohodnutý směr proudu a magnetické indukční čáry vstupovaly do dlaně, ukazuje odtažený palec směr síly, kterou působí magnetické pole na vodič s proudem.

    Pokud mají proudy ve vodičích stejný směr, budou síly, kterými na sebe oba vodiče působí, přitažlivé a vodiče se tak pohnou směrem k sobě. Naopak, pokud vodiči poteče proud opačným směrem, budou síly odpudivé a vodiče se odtáhnou.

    Podrobnější rozbor směru a velikostí sil je spolu s kvantitativním výpočtem uveden v úloze Vzájemné silové působení dvou vodičů s proudem.

  • Pomůcky

    • rovnoběžné pohyblivé vodiče ve stativu
    • akumulátor 6 V
    • spojovací vodiče

    Obr. 1: Pomůcky
  • Postup

    Vodiče propojíme sériově a přes spínač připojíme ke zdroji napětí. Pokus provedeme ve dvou krocích:

    1. Spojíme horní svorku jednoho vodiče se spodní svorkou druhého vodiče. Obě zbývající svorky připojíme přes spínač ke zdroji. V tomto uspořádání prochází oběma vodiči proud stejným směrem. Zapneme spínač a pozorujeme, že se vodiče k sobě přibližují.

    Obr. 2: Schéma zapojení - proud stejným směrem

    1. Oba vodiče propojíme nahoře. Obě spodní svorky připojíme přes spínač ke zdroji. V tomto uspořádání prochází jedním vodičem proud směrem nahoru, druhým směrem dolů. Přiblížíme k sobě vodiče na vzdálenost několika milimetrů, zapneme spínač a pozorujeme, že se vodiče od sebe odpuzují.

    Obr. 3: Schéma zapojení - proud opačným směrem
  • Vzorový výsledek

    Vzorové provedení experimentu je vidět na následujících videích:

    1) Proud jdoucí rovnoběžnými vodiči stejným směrem, vodiče se v tomto případě přitahují.



    2) Proud jdoucí rovnoběžnými vodiči opačným směrem, vodiče se odpuzují.

  • Technické poznámky

    • Vodiče jsou zapojeny do zkratu, teče jimi poměrně velký proud. Obvod proto nenechávejte zapnutý dlouho.
    • Pomůcku s dvojicí rovnoběžných vodičů lze nahradit dvěma volně zavěšenými proužky alobalu.
Typ pokusu: kvalitativní
Věková skupina: od 2. stupně základní školy
Potřebné vybavení: proveditelné s pomůckami, které se na školách obvykle vyskytují
Čas přípravy pokusu: do 3 minut
Čas provedení pokusu: 3–10 minut
Pokus je zachycen na videu
Multimediální encyklopedie fyziky