4.
MAGNETICKÉ POLE V OKOLÍ PRIAMEHO VODIČA S PRÚDOM
Pomôcky
:
statív, plexisklová doska, železné
piliny, magnetky, zdroj jednosmerného napätia, vypínač, spojovacie
vodiče,
Realizácia:
V statíve upevnený priamy vodič zapojíme cez vypínač na zdroj
jednosmerného napätia. Kolmo na vodič je umiestnená nevodivá platňa
s otvorom pre vodič, na ktorú budeme po uzavretí obvodu sypať železné
piliny. Poklepaním na platňu vylepšíme pilinový obrazec. Rozpojíme
eklektický obvod. Zapojíme priamy vodič na zdroj s opačnou polaritou
napätia. Pozorujeme tvar magnetických indukčných čiar a orientáciu
malých magnetiek pri zmene smeru prúdu vo vodiči.
Fyzikálna
interpretácia:
V okolí vodiča s prúdom vzniká magnetické pole ( Oerstedov pokus ).
Magnetické pole v okolí permanentných magnetov sme mapovali pomocou železných
pilín. Ak budeme sypať železné piliny na platňu, stredom ktorej prechádza
priamy vodič, usporiadajú sa do tvaru sústredných kružníc. Stredy
kružníc sú na osi vodiča. Smer magnetických indukčných čiar určíme
pomocou malých magnetiek, aplikujeme Ampérovo pravidlo pravej ruky a
navzájom konfrontujeme. Pri zmene smeru prúdu vo vodiči sa nemení tvar
magnetických indukčných čiar ale iba ich orientácia. Pilinový
obrazec sa preto nemení so zmenou smeru prúdu, mení sa iba natočenie
magnetiek.
Realizačná
poznámka:
Nachystáme si vodiče s izoláciou, ktorá znáša prehrievanie vodiča
pri prechode väčších prúdov. Zdroj musí dodávať pomerne veľký prúd,
aby sa vytvorilo silné magnetické pole. V prípade použitia slaboprúdového
zdroja použijeme viackrát namotaný vodič. Vytvoríme obdĺžnikovú
slučku ( vodič omotáme okolo krabice ) a na dlhšej strane ( po odobratí
krabice ) demonštrujeme magnetické pole v okolí priameho vodiča. Na
okrajoch pilinového obrazca môžeme pozorovať rušivý vplyv priľahlej
časti vodiča.
Metodická
poznámka:
Je vhodné upozorniť na nemennosť tvaru pilinového obrazca so zmenou prúdu
vo vodiči.
Otázky
:
1.
Magnetické pole v okolí priameho vodiča s prúdom má tvar sústredných
uzavretých kružníc. Kde má takto vytvorené magnetické pole severný
a kde južný pól ?
2.
Aký je dosah magnetického poľa priameho vodiča ?