1Co to jest indukcja
- Indukcja elektromagnetyczna to powstawanie napięcia (a w zamkniętym obwodzie – prądu indukcyjnego), gdy zmienia się pole magnetyczne przenikające obwód. Prąd płynie tylko podczas zmiany; przy stałym polu go nie ma.
- Zmianę pola wywołasz, gdy poruszysz magnes względem zwojnicy, poruszysz zwojnicę względem magnesu, obrócisz zwojnicę w polu albo zmienisz prąd w elektromagnesie obok niej, np. włączając go lub wyłączając.
Prąd indukcyjny płynie tylko wtedy, gdy zmienia się pole magnetyczne przenikające obwód. Im szybsza zmiana, tym większe napięcie indukcji.
2Doświadczenie
- Zwojnicę łączymy z czułym miernikiem (galwanometrem). Wsuwamy magnes – wskazówka się wychyla. Magnes spoczywa w zwojnicy – zero. Wysuwamy – wychylenie w przeciwną stronę.
- To samo daje ruch zwojnicy przy nieruchomym magnesie: liczy się ruch względny. Im szybszy ruch, tym większe wychylenie; więcej zwojów i silniejszy magnes też zwiększają efekt.
- Z elektromagnesem: przy włączaniu i wyłączaniu jego prądu w sąsiedniej zwojnicy płynie krótki impuls prądu (za każdym razem w inną stronę), a przy stałym prądzie – nic.
Obok zwojnicy z miernikiem jest elektromagnes zasilany prądem stałym. Kiedy w zwojnicy płynie prąd?
Tylko podczas zmiany prądu zmienia się pole przenikające zwojnicę.
To jedno z 8 pytań quizu. Rozwiąż cały quiz →
3Prądnica
- Prądnica (generator) zamienia energię mechaniczną na elektryczną: zwojnica obraca się w polu magnesu (albo magnes przy zwojnicy), więc pole przenikające zwoje stale się zmienia i indukuje się napięcie.
- Wirnik napędza turbina (woda, para, wiatr) albo mięśnie (dynamo rowerowe). Prądnica daje zwykle prąd przemienny. Silnik elektryczny działa odwrotnie: zamienia energię elektryczną na mechaniczną.
„samo silne pole magnetyczne wytwarza prąd”
Potrzebna jest zmiana pola przenikającego obwód; nieruchomy magnes przy nieruchomej zwojnicy prądu nie wywołuje.
✎Ściąga: Indukcja elektromagnetyczna i prądnica
Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.
- Prąd indukcyjny płynie tylko wtedy, gdy zmienia się pole magnetyczne przenikające obwód. Im szybsza zmiana, tym większe napięcie indukcji.
- Indukcja elektromagnetyczna to powstawanie napięcia (a w zamkniętym obwodzie – prądu indukcyjnego), gdy zmienia się pole magnetyczne przenikające obwód. Prąd płynie tylko podczas zmiany; przy stałym polu go nie ma.
- Prądnica (generator) zamienia energię mechaniczną na elektryczną: zwojnica obraca się w polu magnesu (albo magnes przy zwojnicy), więc pole przenikające zwoje stale się zmienia i indukuje się napięcie.
?Quiz: powtórz przed kartkówką
8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.
Kiedy w zwojnicy płynie prąd indukcyjny?
- AGdy zmienia się pole magnetyczne przenikające zwojnicę
- BTylko po podłączeniu baterii
- CGdy zwojnica jest zimna
- DGdy obok leży nieruchomy magnes
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: Gdy zmienia się pole magnetyczne przenikające zwojnicę – Prąd indukuje się tylko podczas zmiany pola, nie przy polu stałym.
Magnes wsunięto do zwojnicy i zatrzymano w jej środku. Miernik pokazuje
- Arosnące wychylenie
- Bzero
- Cstałe wychylenie
- Dwychylenie w przeciwną stronę
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: zero – Gdy magnes spoczywa, pole przenikające zwojnicę się nie zmienia, więc prąd nie płynie.
Co się stanie z kierunkiem prądu indukcyjnego, gdy magnes zamiast wsuwać, wysuwamy ze zwojnicy?
- APrąd stanie się stały
- BZmieni się na przeciwny
- CPrąd zniknie na stałe
- DPozostanie taki sam
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: Zmieni się na przeciwny – Wsuwanie i wysuwanie to przeciwne zmiany pola, więc prądy mają przeciwne kierunki.
Jak zwiększyć prąd indukcyjny w doświadczeniu z magnesem i zwojnicą?
- ATrzymać magnes nieruchomo w zwojnicy
- BUżyć zwojnicy z jednym zwojem
- CPoruszać magnesem szybciej
- DPoruszać magnesem wolniej
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: Poruszać magnesem szybciej – Szybsza zmiana pola daje większe napięcie indukcji.
Magnes leży nieruchomo, a zwojnicę z miernikiem nasuwamy na niego. Miernik
- Apokazuje stałe wychylenie także po zatrzymaniu
- Bwychyla się, bo liczy się ruch względny
- Cnie wychyla się, bo magnes stoi
- Dwychyla się tylko przy bardzo silnym magnesie
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: wychyla się, bo liczy się ruch względny – Pole przenikające zwojnicę zmienia się tak samo jak przy ruchu magnesu.
Prądnica zamienia
- Aenergię mechaniczną na elektryczną
- Benergię jądrową na chemiczną
- Cciepło na światło
- Denergię elektryczną na mechaniczną
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: energię mechaniczną na elektryczną – Wirnik napędzany mechanicznie zmienia pole przenikające uzwojenia i indukuje napięcie.
Obok zwojnicy z miernikiem jest elektromagnes zasilany prądem stałym. Kiedy w zwojnicy płynie prąd?
- ATylko w chwili włączania i wyłączania elektromagnesu
- BNigdy
- CCały czas, gdy elektromagnes jest włączony
- DTylko gdy prąd elektromagnesu jest bardzo duży
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: Tylko w chwili włączania i wyłączania elektromagnesu – Tylko podczas zmiany prądu zmienia się pole przenikające zwojnicę.
Silnik elektryczny w porównaniu z prądnicą
- Azamienia energię elektryczną na mechaniczną
- Bdziała dokładnie tak samo jak prądnica
- Czamienia ciepło na ruch
- Dnie wymaga pola magnetycznego
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: zamienia energię elektryczną na mechaniczną – Silnik i prądnica realizują przeciwne przemiany energii.
Cały dział „Indukcja i prąd przemienny”: ściąga i próbny sprawdzian →
Kartkówka albo sprawdzian już blisko?
Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.