Transformátor „na baterku“

Pokus číslo: 923

  • Cíl pokusu

    Pokus ukazuje, že transformovat lze libovolné proměnné napětí, nejen střídavé.

  • Teorie

    Transformátor je tvořen primárním a sekundárním vinutím. Pokud primární cívkou teče proud, vytvoří se okolo ní magnetické pole. K indukování napětí v sekundární cívce je ale potřeba změna magnetického indukčního toku (tj. změna magnetického pole okolo primární cívky) − je potřeba, aby se proud v primární cívce měnil.

    Pokud tedy transformátor připojíme ke zdroji stejnosměrného napětí, k indukování napětí v sekundární cívce nedojde. Jestliže ale budeme měnit reostatem proud, který teče do primární cívky, bude se v sekundární cívce indukovat napětí a poteče v ní proud.

    Směr indukovaného napětí je popsán Lenzovým zákonem: „Indukovaný proud v uzavřeném obvodu má takový směr, že svým magnetickým polem působí proti změně magnetického indukčního toku, která ho vyvolala.“ Z tohoto důvodu je směr proudu v sekundární cívce při změtšování a zmenšování proudu opačný.

    Rychlejší změna proudu způsobí větší změnu magnetického indukčního toku a tedy větší indukovaný proud. To se v experimentu projeví jasnějším svitem LED.

  • Pomůcky

    • lístkové jádro U a I
    • cívky 300 a 1200 závitů
    • reostat 100 Ω
    • zdroj stejnosměrného napětí cca 6 V
    • 2 LED různé barvy
    • spojovací vodiče
    • krokosvorky

    Obr. 1: Pomůcky
  • Postup

    Zapojení obvodu

    Zapojte obvod podle schématu. Jako primární použijte cívku 300 závitů, jako sekundární 1200 závitů, obě nasaďte na uzavřené jádro. Primární cívka je přes sériově zapojený reostat připojena k akumulátoru. Obě LED jsou zapojeny vzájemně antiparalelně a připojeny k sekundární cívce.

    Obr. 2: schéma zapojení

    Provedení pokusu

    Posunem reostatu rozsviťte LED. Pozorujte, že pokud reostatem nehýbete (přestože je akumulátor zapojený), LED nesvítí. Vzhledem k tomu, že LED jsou zapojeny antiparalelně, svítí vždy jen jedna, podle toho, zda proud v primárním obvodu zvětšujete nebo zmenšujete. Jestliže vyměníte polaritu na baterii, změní se i to, která LED při zvětšování či zmenšování proudu svítí.

  • Vzorový výsledek

    Provedení pokusu ukazuje následující video:

  • Poznámka

    Změnu proudu v primárním obvodu lze dosáhnout i vypínáním a opětovým zapínáním proudu v primárním obvodu.

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: do 3 minut
Pokus je zachycen na videu