Řemeslník William Surgeon už v roce 1825 objevil jednoduchý trik, jak znásobit magnetické účinky elektrického proudu. Jeho vynálezem byl drát navinutý na válcové ploše – cívka (solenoid, z řeckého solén – trubice a eidos - podoba). Jeho práce zůstala jen na úrovni hraček, protože používal holý drát, a proto se závity nemohly dotýkat. Jeho cívka tedy měla jen velmi málo závitů. Teprve cívka s hustým vinutím z izolovaného drátu představuje soustavu mnoha proudových smyček. Je–li cívka dostatečně dlouhá a hustě navinutá, vytvoří se při průchodu proudu uvnitř homogenní magnetické pole s rovnoběžnými indukčními čarami. Na obrázku jsou znázorněny magnetické indukční čáry cívky, které jsou stejné jako u tyčového magnetu.

Poloha pólů cívky závisí na směru proudu v závitech cívky. Póly označujeme jako severní a jižní. Jestliže se směr proudu změní v opačný, změní se navzájem i póly cívky. Při daném směru proudu určíme polohu pólů opět Ampérovým pravidlem (pro cívku): Pravou ruku položíme na cívku tak, aby pokrčené prsty ukazovaly dohodnutý směr proudu v závitech cívky. Palec pak ukazuje polohu severního pólu cívky.


Ampérovo pravidlo pravé ruky pro cívku.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

Protéká–li vodičem elektrický proud, vytvoří se kolem něho magnetické pole. Toto pole je tím silnější, čím větší proud vodičem protéká. André Ampére zjistil, že cívka opatřená jádrem má okolo sebe daleko silnější magnetické pole. Této vlastnosti využil Joseph Henry ke konstrukci elektromagnetu. Elektromagnet se skládá z cívky, do které je vloženo jádro z měkké oceli (feromagnetická látka s velkou hodnotou relativní permeability), například ve tvaru válcové tyčky. Zapojením proudu do cívky v jejím okolí vznikne magnetické pole o intenzitě H, jádro toto pole mnohonásobně zesílí a přitom se zmagnetuje. Zesílení plyne ze vztahu B = μH, kde μ je permeabilita jádra, která je mnohonásobně větší než permeabilita vzduchu. Dojde tedy k mnohonásobnému zvětšení magnetické indukce a tím i zesílení výsledného magnetického pole.

Na jednom konci jádra vznikne severní pól, na opačném konci jižní pól. Změníme–li směr proudu, vymění si póly svou polohu. Silové působení elektromagnetu můžeme měnit velikostí procházejícího proudu, průřezem a materiálem jádra. Přerušíme–li proud v cívce, jádro se odmagnetuje a elektromagnet přestane přitahovat železné předměty.

Jestliže cívku stočíme do kruhu, vznikne toroid. Magnetické pole toroidu je soustředěno v jeho vnitřku.


Toroidální cívka.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Under Creative Commons.

Autor textu

Autor textu: 

Související vědci

Rezervace a nákup vstupenek

Recepce

Poradíme Vám s objednáním a nákupem vstupenek.