Vypracovala: Božena Horváthová

 

 

Magnetické pole existuje aj v okolí vodiča, ktorým prechádza elektrický prúd. Príčinou magnetického poľa v okolí vodiča je pohybujúci sa elektrický náboj. Magnetickou silou na seba pôsobia i dva vodiče, ktorými preteká prúd.

 

Stacionárne magnetické pole je magnetické pole, ktoré sa nemení v čase. Ak sa nachádza v magnetickom poli vodič, ktorým preteká prúd, pôsobí naň magnetická sila Fm.


 


Ak je priamy vodič umiestnený kolmo na magnetické indukčné čiary, potom platí:

 

F_{m} = B I l ,

 

l je dĺžka vodiča,

I veľkosť prúdu pretekajúceho vodičom, konštanta úmernosti

B je magnetická indukcia.


Magnetická indukcia B je vektorová fyzikálna veličina, ktorá vyjadruje silové účinky magnetického poľa na pohybujúce sa elektrické náboje. Smer vektora magnetickej indukcie B v danom bode magnetického poľa je rovnaký ako smer dotyčnice k indukčnej čiare magnetického poľa. Orientácia vektora B súhlasí s orientáciou indukčnej čiary v tomto bode.

 

 

Ak priamy vodič zviera so smerom vektora B uhol alpha, potom pre magnetickú silu platí:

 

 

F_{m} = B I l  sin {alpha}

 


Smer magnetickej sily určujeme Flemingovým pravidlom ľavej ruky: Ľavú ruku položíme na vodič tak, aby natiahnuté prsty ukazovali smer prúdu a indukčné čiary vstupovali do dlane, natiahnutý palec ukazuje smer a orientáciu magnetickej sily.

 

 

Zo vzťahu F_{m} = B I l  sin {alpha} vyplýva B = rac{F_{m}}{I l  sin {alpha}}


Jednotkou magnetickej indukcie je tesla – T , 1T = 1N.A-1.m-1

 

Indukčné čiary magnetického poľa v okolí priameho vodiča, ktorým preteká prúd majú tvar sústredných kružníc. Ich smer určujeme pomocou ampérovho pravidla pravej ruky.

 

Ampérovo pravidlo: Naznačíme uchopenie vodiča do pravej ruky tak, aby natiahnutý palec ukazoval smer prúdu, potom pokrčené prsty ukazujú smer indukčných čiar.




 

Veľkosť magnetickej indukcie B vo vzdialenosti d od priameho vodiča, ktorým preteká prúd I, je určená: B = rac{mu}{2{pi}} rac{I}{d} , mu je permeabilita prostredia mu = {mu_{0}}{mu_{r}}

 

 

mu_{0}je permeabilita vákua, mu_{0} = 4pi 10^{-7} N A^{-2} , mu_{r}je relatívna permeabilita

 

Ak sa nachádzajú vedľa seba dva rovnobežné veľmi dlhé vodiče s prúdom, pôsobia na seba navzájom magnetickou silou. Ak rovnobežnými vodičmi preteká prúd rovnakým smerom, vodiče sa priťahujú.

 

Ak rovnobežnými vodičmi preteká prúd opačným smerom, vodiče sa odpudzujú.

 

 

 

Pre veľkosť magnetickej sily, ktorou na seba pôsobia platí : F_{m}=rac{mu}{2{pi}}cdotrac{I_{1}I_{2}}{d} cdot{l}

 

Na základe tohto vzťahu je definovaný ampér.

 

 

Ampér je stály prúd, ktorý pri prechode dvoma priamymi rovnobežnými vodičmi nekonečne dlhými a zanedbateľného kruhového prierezu, umiestnenými vo vákuu vo vzájomnej vzdialenosti 1m, vyvolá medzi týmito vodičmi silu s veľkosťou 2.10-7 newtona na 1m dĺžky vodiča.


Príklad: Medzi dvoma rovnobežnými vodičmi silnoprúdového vedenia, ktorých vzájomná vzdialenosť je 0,2m, pôsobí sila veľkosti 16N na každý meter dĺžky vodičov. Relatívna permeabilita prostredia je približne 1. Určite veľkosť prúdu vo vedení.

 

 

d = 0,2m , Fm = 16N , mu_{r}=1, l = 1m , mu_{0} = 4pi 10^{-7} N A^{-2}, I1=I2=I=?

 

F_{m}=rac{mu}{2{pi}}cdotrac{I_{1}I_{2}}{d} cdot{l}po dosadení: 16 = rac{4{pi}10^{-7}l}{2pi} cdot rac{I^{2}}{0.2} cdot {l} potom I = 4000A


Prúd vo vedení bol 4000A.


Úlohy :

1) Čo je to magnetická indukcia a ako určíme jej smer?

2) Vysvetlite, prečo sa dva rovnobežné vodiče, ktorými prechádza prúd opačným smerom, odpudzujú.


 

Použitá literatúra:

Lepil, Houdek, Pecho – fyzika pre 3. ročník gymnázia

Tarábek – zmaturuj z fyziky