ogarniam.edu.pl
Klasa
Zacznij naukę →Zacznij →

ogarniam.edu.pl · Fizyka · Indukcja i prąd przemiennyklasa 3 LO · fiszki i quiz: ogarniam.edu.pl/lo/3/fizyka/indukcja-elektromagnetyczna-i-pradnica/

Fizyka · Indukcja i prąd przemienny · kl. 3

Indukcja elektromagnetyczna i prądnica

Poruszający się magnes potrafi wytworzyć prąd w zwojnicy. Na tym zjawisku działają prądnice, które wytwarzają większość energii elektrycznej w elektrowniach (wyjątkiem jest m.in. fotowoltaika).

ok. 3 min czytania9 fiszek8 pytań w quizie🔊 Posłuchaj notatki

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.
Zapamiętaj

Prąd indukcyjny płynie tylko wtedy, gdy zmienia się pole magnetyczne przenikające obwód. Im szybsza zmiana, tym większe napięcie indukcji.

2Doświadczenie

SNruch magnesuGzwojnicawsuwaniespoczynekwysuwanie
Magnes wsuwany do zwojnicy z galwanometrem: wskazówka odchyla się tylko podczas ruchu, a przy wysuwaniu – w przeciwną stronę
  • 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.
Sprawdź, czy rozumiesz

Obok zwojnicy z miernikiem jest elektromagnes zasilany prądem stałym. Kiedy w zwojnicy płynie prąd?

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.
Uwaga na błąd

„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.

  1. Kiedy w zwojnicy płynie prąd indukcyjny?

    1. AGdy zmienia się pole magnetyczne przenikające zwojnicę
    2. BTylko po podłączeniu baterii
    3. CGdy zwojnica jest zimna
    4. 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.

  2. Magnes wsunięto do zwojnicy i zatrzymano w jej środku. Miernik pokazuje

    1. Arosnące wychylenie
    2. Bzero
    3. Cstałe wychylenie
    4. Dwychylenie w przeciwną stronę
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: zero – Gdy magnes spoczywa, pole przenikające zwojnicę się nie zmienia, więc prąd nie płynie.

  3. Co się stanie z kierunkiem prądu indukcyjnego, gdy magnes zamiast wsuwać, wysuwamy ze zwojnicy?

    1. APrąd stanie się stały
    2. BZmieni się na przeciwny
    3. CPrąd zniknie na stałe
    4. DPozostanie taki sam
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: Zmieni się na przeciwny – Wsuwanie i wysuwanie to przeciwne zmiany pola, więc prądy mają przeciwne kierunki.

  4. Jak zwiększyć prąd indukcyjny w doświadczeniu z magnesem i zwojnicą?

    1. ATrzymać magnes nieruchomo w zwojnicy
    2. BUżyć zwojnicy z jednym zwojem
    3. CPoruszać magnesem szybciej
    4. DPoruszać magnesem wolniej
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: Poruszać magnesem szybciej – Szybsza zmiana pola daje większe napięcie indukcji.

  5. Magnes leży nieruchomo, a zwojnicę z miernikiem nasuwamy na niego. Miernik

    1. Apokazuje stałe wychylenie także po zatrzymaniu
    2. Bwychyla się, bo liczy się ruch względny
    3. Cnie wychyla się, bo magnes stoi
    4. 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.

  6. Prądnica zamienia

    1. Aenergię mechaniczną na elektryczną
    2. Benergię jądrową na chemiczną
    3. Cciepło na światło
    4. Denergię elektryczną na mechaniczną
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: energię mechaniczną na elektryczną – Wirnik napędzany mechanicznie zmienia pole przenikające uzwojenia i indukuje napięcie.

  7. Obok zwojnicy z miernikiem jest elektromagnes zasilany prądem stałym. Kiedy w zwojnicy płynie prąd?

    1. ATylko w chwili włączania i wyłączania elektromagnesu
    2. BNigdy
    3. CCały czas, gdy elektromagnes jest włączony
    4. 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.

  8. Silnik elektryczny w porównaniu z prądnicą

    1. Azamienia energię elektryczną na mechaniczną
    2. Bdziała dokładnie tak samo jak prądnica
    3. Czamienia ciepło na ruch
    4. 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.

Więcej: Fizyka, klasa 3

Ładunek elektryczny i pole elektryczneKondensator – magazyn energii polaPrawo CoulombaNatężenie pola elektrycznegoEnergia potencjalna, potencjał i napięciePrzewodnik w polu i kondensator płaskiNatężenie, napięcie i prawo OhmaOpór przewodnika i charakterystyki I(U)I prawo Kirchhoffa i napięcia ogniwOpór zastępczy i II prawo KirchhoffaSEM i opór wewnętrzny ogniwaMoc, energia i dane znamionoweCiepło Joule’a–LenzaDioda i instalacja domowaMagnesy i linie pola magnetycznegoIndukcja magnetycznaSiła magnetyczna na ładunek i przewodnik z prądemSiła Lorentza i siła elektrodynamicznaTor cząstki, silnik i przewody równoległeFerromagnetyki i pole magnetyczne ZiemiStrumień, SEM indukcji i reguła LenzaPrąd przemiennyWartości skuteczne napięcia i natężeniaTransformator i przesył energiiFale elektromagnetyczne i widmoNatężenie faliDyfrakcja i interferencja na szczelinachSiatka dyfrakcyjnaEfekt Dopplera – wzórZałamanie światła i kąt granicznySoczewki cienkie i obrazyPolaryzacja, prawo Malusa i laserFoton, widma i poziomy energii atomuZjawisko fotoelektryczne i jonizacjaIzotopy i promieniowanie jądroweCzas połowicznego rozpaduDeficyt masy i energia wiązaniaRozszczepienie, synteza i energia gwiazdPromieniowanie jonizujące a organizmFizyka współczesna – treści fakultatywneDoświadczenia z klasy III i opis wynikuDoświadczenia R, model i uzasadnienieRuch harmoniczny – wychylenie, prędkość, przyspieszenieSprężyna, wahadło, energia i rezonansBilans cieplny i przemiany fazoweGaz doskonały – równanie Clapeyrona i przemianyModel kinetyczny gazu i ciepło moloweSilniki cieplne i II zasada termodynamiki