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 zvětšování 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
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.
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.
