16.LENZOV ZÁKON 2

Pomôcky :

Autotransformátor, cievka 600 závitov, feromagnetické jadro, uzavretý a prerušený prstenec, spojovacie vodiče, vypínač,

Realizácia:      

Autotransformátor je napájaný striedavým napätím s frekvenciou 50 Hz. S rovnakou frekvenciou  vytvára pripojená cievka  striedavé magnetické pole. Na predĺženom jadre sa nachádza hliníkový prstenec. Pri nastavení určitej hodnoty striedavého napätia autotransformátora sa prstenec ustáli v určitej výške. Pri zväčšovaní napätia prstenec stúpa a pri zmenšovaní napätia prstenec klesá.

Nastavíme prstenec takmer na horný okraj predĺženého jadra. Vypínačom vypneme autotransformátor. Prstenec spadne. Po zapnutí je prstenec prudko vypudený až nad predĺžené jadro.

Pri uložení rozrezaného prstenca na predĺžené jadro cievky nedochádza k silovému pôsobeniu medzi cievkou a prstencom.

Fyzikálna interpretácia:  

Striedavé magnetické pole vytvárané cievkou, ktorá je napájaná z autotransformátora, spôsobuje zmeny indukčného toku cez plochu cievky. Pri týchto zmenách dochádza v cievke k vzniku indukovaného napätia, medzi cievkou a prstencom vzniká striedavé silové pôsobenie. Prstenec je k cievke priťahovaný a odpudzovaný s frekvenciou  100 Hz. Preto zdanlivo aj pri nemeniacom sa napätí je prstenec udržiavaný  v určitej výške.   

Pri zapnutí obvodu sa v cievke indukuje veľké napätie, to vyvolá veľké silové pôsobenie na prstenec, ktorý je vyhodený  z jadra.

Na ploche rozrezaného prstenca dochádza k zmenám magnetického indukčného avšak pretože prstenec nepredstavuje uzavretý obvod, prstencom netečie indukovaný prúd.

Realizačná poznámka:   

Na autotransformátore zvyšujeme napätie len po takú hranicu, aby sa prívodné vodiče a vodiče cievky neprehrievali.

Metodická poznámka:           

Uchytením prstenca vznášajúceho sa na jadre môžeme demonštrovať premenu energie magnetického poľa na teplo. Čím viac by sme prstenec zatláčali smerom dolu, tým viac by sa zohrieval.

Otázky :

1. Aj keď necháme konštantnú hodnotu striedavého napätia na autotransformátore, bude prstenec vykonávať kmitavý pohyb hore - dole. Vysvetlite jeho fyzikálnu príčinu.