20. VZNIK INDUKOVANÉHO NAPäTIA V OBVODE S VEĽKOU INDUKČNOSŤOU

Pomôcky :  

4,5 V batéria, vypínač, tlejivka 220 V , dve 1200 závitové cievky, feromagnetické jadro, vypínač,

Realizácia:      

Zostavíme elektrický obvod pozostávajúci zo 4,5 V batérie, vypínača, 220 V tlejivky a z dvoch 1200 závitových cievok zapojených na uzavretom U jadre. Pri zapojení obvodu tlejivka nesvieti. Je napojená na napätie 4,5 V. Pri rozopnutí obvodu tlejivka blikne. Pokus niekoľkokrát opakujeme. Odoberieme segment prepájajúci jadro. Po rozopnutí obvodu tlejivka neblikne.

Fyzikálna interpretácia:  

Pri prudkom poklese prúdu pri rozopnutí obvodu sa na cievke s veľkou indukčnosťou indukuje napätie s hodnotou až 220 V. Paralelne k cievke zapojená tlejivka účinkom tohto napätia blikne. Po odobratí segmentu sa znížila indukčnosť cievok a teda pri vypínaní sa indukuje nižšie napätie, ktoré je pod hranicou pracovného napätia tlejivky. V obvodoch s veľkou indukčnosťou dochádza pri ich rozpájaní k vzniku veľkých indukovaných napätí.

Realizačná poznámka:   

Časový interval medzi zapnutím a následným vypnutím musí byť dostatočne dlhý na to, aby prúd v obvode dosiahol svoju maximálnu hodnotu. V dôsledku veľkej indukčnosti je prúd v obvode oneskorovaný. Pri rýchlom zapnutí a vypnutí nepozorujeme bliknutie tlejivky. Správnosť zapojenia cievok skontrolujeme tak, že pri uzavretom obvode musí byť segment silne pritiahnutý k jadru.

Metodická poznámka:    

Pri preukázaní vzniku napätia hodnoty až 220 V z 4,5 V zdroja je potrebné poukázať na platnosť zákona zachovania energie a prezentovať ho na základe výkonu v elektrickom obvode.

Otázky :

1. Na základe uvedeného experimentu navrhnite vreckový paralizér napájaný dvoma 1,5 V batériami, ktorý dokáže prípadnému dotieravcovi uštredriť silný úder vysokého napätia.

2.  Vysvetlite princíp blikania tlejivky.