ZVOLTE CÍLOVOU SKUPINU pro přehlednější zobrazení.

    Expozice

    Garant: 
    Bc. Kristýna Nová
    Anotace pro veřejnost: 
    Elektrický proud vytváří magnetické pole. A změna magnetického pole vytváří elektrický proud. Přijďte si vlastníma rukama vyzkoušet, jak spolu souvisí elektřina a magnetismus a učiňte spolu s Michaelem Faradayem jeden z největších objevů 19. století! I díky němu vám dnes může v kapse zazvonit mobilní telefon.
    Anotace pro 2. stupeň ZŠ: 
    Exponát sestává ze dvou cívek, dvou ampérmetrů a trvalého magnetu. Do levé (tak zvané primární) cívky je možné pustit elektrický proud, což je projeví výchylkou ručky na levém ampérmetru. Návštěvník se snaží třemi různými způsoby vybudit elektrický proud ve druhé (sekundární) cívce, což by se projevilo výchylkou ručky na pravém ampérmetru. Že to lze učinit objevil v roce 1831 Michael Faraday. Podmínkou je, aby se v sekundární cívce měnila intenzita magnetického pole.
    Anotace pro SŠ: 
    Exponát sestává ze dvou cívek, dvou ampérmetrů a trvalého magnetu. Do levé (tak zvané primární) cívky je možné pustit elektrický proud, což je projeví výchylkou ručky na levém ampérmetru. Návštěvník se snaží třemi různými způsoby vybudit elektrický proud ve druhé (sekundární) cívce, což by se projevilo výchylkou ručky na pravém ampérmetru. Že to lze učinit objevil v roce 1831 Michael Faraday. Podmínkou je, aby se v sekundární cívce měnila intenzita magnetického pole.

    RVP pro střední školy

    Anotace pro vysoké školy

    Exponát sestává ze dvou cívek, dvou ampérmetrů a trvalého magnetu. Do levé (tak zvané primární) cívky je možné pustit elektrický proud, což je projeví výchylkou ručky na levém ampérmetru. Návštěvník se snaží třemi různými způsoby vybudit elektrický proud ve druhé (sekundární) cívce, což by se projevilo výchylkou ručky na pravém ampérmetru. Že to lze učinit objevil v roce 1831 Michael Faraday. Podmínkou je, aby se v sekundární cívce měnila intenzita magnetického pole.

    Věda a technika v pozadí

    Michael Faraday pečlivě prováděl pokusy týkající se nejen elektrického a magnetického pole. Vyrobil si cívku s mnoha závity. Tehdy ještě neexistovaly izolované dráty, a proto musel pečlivě po každé vrstvě drátu navinout pruh papíru. Celkem na svou cívku namotal 12 vrstev. Spojil zvlášť konce lichých vrstev a konce sudých vrstev. Získal tak dvě cívky. Vývody jedné cívky připojil ke galvanometru a vývody druhé cívky ke galvanickým článkům.

    Historie

    Michael Faraday očekával, že silné magnetické pole primární cívky bude ovlivňovat druhou cívku. K jeho velkému zklamání se nic nedělo. Nezjistil tedy proudovou indukci. Všiml si ale, že při každém zapnutí a vypnutí vypínače v primárním obvodu dochází k vychýlení ampérmetru opačným směrem, než je směr proudu v primárním obvodu. Faraday nazval tento jev voltaická indukce. Od srpna do října roku 1831 provedl Faraday další tři experimenty.


    Michael Faraday.
    Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Pavel Trnka. Under Creative Commons.

    1. Vytvořil soustavu dvou cívek na společném železném prstenci. Když pak do jedné přivedl přes spínač elektrický proud z baterie, tak se magnetka (rovnoběžně umístěná pod vodorovným drátem spojujícím konce druhé cívky) vychýlila a poté se vrátila do původní polohy. Po přerušení proudu v první cívce se magnetka vychýlila na opačnou stranu a vrátila zpět.


    Faradayova cívka.
    Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

    2. Při druhém pokusu zasouval do cívky tyčový magnet. Při vsouvání magnetu zjistil výchylku na jednu stranu, při vysouvání na opačnou stranu. Jakmile pohyb magnetu zastavil, vrátila se magnetka do původní polohy. Přitom bylo lhostejné, zda pohyboval magnetem nebo cívkou.

    3. Pro třetí pokus zhotovil měděný kotouč, jehož obvod a osa byly pomocí klouzavého kontaktu vodivě spojeny drátem, pod nímž se nacházela indikační magnetka. Když kotoučem otáčel v magnetickém poli magnetu, pozoroval výchylku magnetky v jednom směru; když směr otáčení změnil, přešla výchylka magnetky v opačnou.

    Faraday nazval tento jev magnetoindukce. Brzy zjistil, že oba jevy jsou stejného původu a nazval je elektromagnetická indukce. Celých 10 let Faradayovi trvalo než 21. srpna 1831 odhalil podmínky, za nichž takový děj nastane, a svoji hypotézu experimentálně potvrdil. Matematicky jeho zákony formuloval v roce 1845 Franz Ernst Neumann. Mezi základní čtyři zákony elektromagnetického pole jev zařadil James Maxwell.

    Teorie

    Základní podmínkou pro vznik elektromagnetické indukce je proměnné magnetické pole, které nazýváme nestacionární. Můžeme je vytvořit tak, že v blízkosti vodiče pohybujeme s magnetem, v blízkosti magnetu pohybujeme vodičem v uzavřeném obvodu bez proudu nebo měníme proud v elektromagnetu. Magnetické pole, které se s časem nemění, se nazývá stacionární. Můžeme si je představit tak, že položíme vedle sebe magnet a vodič. Ve vodiči nevznikne žádný elektrický proud.

    Animace znázorňující elektromagnetickou indukci.

    Praktické použití Faradayova objevu je pro současný průmysl nedocenitelné. Umožňuje výrobu střídavého proudu a fungování elektromotorů.

    Odborné dotazy

    Rezervace a nákup vstupenek

    Recepce

    Poradíme Vám s objednáním a nákupem vstupenek.