Fyzika_8_zápis_7
Transkript
Fyzika_8_zápis_7
Fyzika_8_zápis_7.notebook June 16, 2015 Magnet 1) Magnet těleso, kolem kterého je magnetické (silové) pole 2) Mg.pole pozorujeme pomocí účinků mg. síly 3) Magnet N S jižní mg. pól severní mg. pól netečné pásmo Netečné pásmo oblast, kde je mg. síla nejmenší 4) Dělení magnetů: a) podle vzniku → přirozené (magnetovec) → umělé (elektromagnet) b) podle tvaru deskový tyčový podkovový kulový N S c) podle trvání mg. pole → trvalé = permanentní → dočasné (např. elektromagnet) Fyzika_8_zápis_7.notebook June 16, 2015 Magnetická síla: a) přitažlivá b) odpudivá Vlastnosti mg. síly: zmenšuje se vzdáleností působí jen na „FEROMAGNETICKÉ LÁTKY" (Fe, Ni, Co, ferity) MAGNETICKÉ POLE ZEMĚ 1) Země se chová jako trvalý magnet (PERMANENTNÍ m.) SZ JM Sz, Jz zeměpisné póly SM, JM magnetické póly JZ SM Fyzika_8_zápis_7.notebook 2) Vlastnosti mg. pole Země: póly mění svou polohu (1040km za rok) mění svou intenzitu mění svou polaritu (jednou za 700 000 let) June 16, 2015 3) Využití mg. pole Země: orientace v prostoru → kompas, buzola ochrana před kosmickým a Slunečním zářením 4) Projevy mg. pole Z: → zmagnetování velkých kovových těles (mosty, koleje, zábradlí) ELEKTROMAGNET 1) Kolem každého vodiče, kterým prochází el.proud je mg. pole. 2) Zesílení těchto účinků: vytvoření cívky + doplnění jádrem z měkké oceli Fyzika_8_zápis_7.notebook June 16, 2015 3) Elektromagnet = cívka s jádrem v uzavřeném el. obvodu 4) Vlastnosti elektromagnetu: může měnit póly může měnit mg. sílu (podle velikosti el. proudu a počtu závitů cívky) je dočasný! 5) Využití eletromagnetu: elektrojeřáb reproduktor, mikrofon zvonek, jistič měření el. veličin (I, U) magn. vlak mg. resonance (vyšetření, léčba) 6) Nevýhody elektromagnetu: zahřívání závislost na zdroji napětí Fyzika_8_zápis_7.notebook June 16, 2015 ELEKTROMAGNETICKÁ INDUKCE 1) Při změně mg. pole v okolí cívky (s jádrem) vzniká v cívce INDUKOVANÉ EL. NAPĚTÍ V 2) Při zapojení do el.obvodu vzniká INDUKOVANÝ EL.PROUD A 3) VELIKOST IND. NAPĚTÍ závisí na a) na rychlosti změny mg. pole b) na intenzitě mg. pole, které působí na cívku ("na síle magnetů") c) na počtu závitů v cívce Fyzika_8_zápis_7.notebook June 16, 2015 4) Změna mg. pole a) pohyb trvalého magnetu v okolí cívky b) využití elektromagnetu se stejnosměrným napětím → ind. napětí jen při zapnutí a vypnutí zdroje využití zdroje STŘÍDAVÉHO NAPĚTÍ → ind. napětí vzniká pořád! primární obvod V ~ sekundární obvod STŘÍDAVÉ NAPĚTÍ 1) Při otáčení cívky v mg. poli se na svorkách cívky indukuje (vytváří) STŘÍDAVÉ EL. NAPĚTÍ Fyzika_8_zápis_7.notebook June 16, 2015 ~ 2) STŘÍDAVÉ NAPĚTÍ U a) mění svou velikost v závislosti b) mění svou polaritu na úhlu otočení 3) Graf. závislost stř. napětí na čase U AMPLITUDA Uef + t čára = SINUSOIDA T perioda Amplituda = maximální hodnota T= perioda => doba, po které se děj začíná opakovat f = frekvence => počet opakování za 1 s Př. ve veřejné síti: f= 50 Hz => T = 1/50 = 0,02 s f= 1 T T= 1 f f . T =1 Uef = efektivní hodnota stř. napětí (230 V) Umax = ± 340 V Fyzika_8_zápis_7.notebook June 16, 2015 STEJNOSMĚRNÝ ELEKTROMOTOR 1) Stej. elektromotor = zařízení, které mění el. energii na energii pohybovou (mechanickou) 2) Princip: přitahování a odpuzování pólů trvalého magnetu a elektromagnetu cívka se otáčí 4) Části elektromotoru a) stator = nepohyblivá část (trvalé magnety) rotor = pohyblivá část → kotva ( cívka - elektromagnet) b) zdroj stejnosměrného napětí c) komutátor - změna pólů elektromagnetu 5) Střídavý elektromotor - bez komutátoru 6) Využití: el. mixér, el. holící strojek, sekačka, el. pila, el. bruska, větrák, pračka, myčka, elektroauto (kolo) Fyzika_8_zápis_7.notebook June 16, 2015 "Domácí" elektromotor - + ZŠ Jarošova Jednoduchý elektromotor YouTube Jednoduchý DC motor YouTube Cetverodijelni elektromotor YouTube TRANSFORMÁTOR 1) Transformátor ("trafo") slouží ke změně STŘÍDAVÉHO NAPĚTÍ 2) Princip: elmg. indukce 3) Schéma ~ U 1 N1 U1 - vstupní napětí N2 V ~ U 2 U2 - výstupní napětí N1- počet závitů primární cívky N2 - počet závitů sekundární cívky primární cívka sekundární cívka Fyzika_8_zápis_7.notebook June 16, 2015 4) Transformační poměr ( p ) N U 2 2 p = = N U 1 1 a) transformace dolů U1 > U2 N1 > N2 } N2 U2 p = = < 1 N1 U1 Př. 240 V => 12 V, N1 = 100 z, N2 = ? U2 12 1 p = = = U 240 20 1 N1 =100 z ⇒ N2 ŘEŠENÍ = 100 . 1/20 = 100: 20 = 5 z Sekundární cívka má 5 závitů. b) transformace nahoru U2 > U1 N2 > N1 } N2 U2 p = = > 1 N1 U1 Př. N1 = 100 z, N2 = 600 z, U1 = 9 V, U2 = ? N2 600 p = = = 6 N 100 1 U1 = 9 V ⇒ U 2 = 9 . 6 = 54 V ŘEŠENÍ Výstupní napětí je 54 V. Fyzika_8_zápis_7.notebook June 16, 2015 Vypočítej chybějící veličinu (příklady řeš jako fyzikální úlohy): N2 U1 U2 Př. N1 1 2 40 4 300 20 100 280 3 160 4 240 12 100 75 300 transformace p transformace p dolů 1/10 nahorů 5 Řešení: Př. N1 N2 1 40 4 3000 300 2 20 100 280 1400 3 160 4 U1 U2 240 12 dolů 1/20 25 100 75 300 nahorů 4 8 Fyzika_8_zápis_7.notebook June 16, 2015 Kruhový transformátor Rozdělení transformátorů (pro použi v elektrotechnice): energecké ‐ změna napě pro přenos elektrické energie v rozvodných sích, určené pro velké výkony svařovací ‐ snižování napě pro svařování kovů elektrickým obloukem pecové ‐ pro napájení obloukových a odporových pecí pro tavení kovů měničové ‐ pro napájení polovodičových měničů, které přeměňují stejnosměrný proud na proud střídavý spouštěcí ‐ pro spouštění velkých asynchronních elektromotorů oddělovací ‐ galvanické oddělení elektrických obvodů pro zvýšení bezpečnos jiné ‐ měřicí, zkušební apod. VÝROBA STŘ. NAPĚTÍ ~ 1. K výrobě U se využívá alternátor (generátor) 2. Alternátor mění pohybovou energii na elektrickou. 3. Princip: elmagn. indukce (generátor) 4. Části alternátoru: a) rotor (pohybl. část) b) stator (nepohybl. část) generator_cs.jar Fyzika_8_zápis_7.notebook June 16, 2015 5) Výroba el. napětí a) stejnosměrné napětí: - chemický článek - dynamo b) střídavé napětí: alternátor (generátor) Výroba a distribuce (rozdělování) el. energie v ČR 1) Elektrárny - slouží k hromadné výrobě el. energie ~ - v generátorech vzniká stř. napětí U - nejčastější princip výroby - elmg. indukce 2. Typy elektráren: tepelná, jaderná, větrná, vodní, fotovoltaická , geotermální Výroba el. energie - odkaz Fyzika_8_zápis_7.notebook a) tepelné elektrárny (spalovací) - 44% výroby (v ČR) b) jaderné - využití energie při jaderné reakci - v ČR - Temelín, Dukovany (53 % výroby) Princip a) + b) rotor pohání zahřátá vodní pára c) elektrárny s obnovitelnými zdroji (3 % výroby) - větrné - vodní (říční, přečerpávací, přílivová, mořská) → využití pohybové energie větru, vody - fotovoltaické (solární) - biomasa, bioplyn http://www.alternativnizdroje.cz/ June 16, 2015 Fyzika_8_zápis_7.notebook June 16, 2015 3. Distribuce el. energie a) přenos el. energie ⇒ zachování el.energie (W = U . I. t) - potřeba snížit I (tepelné ztráty) => vyšší U b) Elektrárna → vvn → vn → nn U:→6 kV → 100-400kV → 22kV → 230(400)V - vvn = velmi vysoké napětí, vn = vysoké napětí - transformační stanice Fyzika_8_zápis_7.notebook June 16, 2015 c) Výroba el. energie = ČEZ (polostátní) Distribuce = ČEZ, EON, RWE, ČEPS, PRE, ... Fyzika_8_zápis_7.notebook June 16, 2015 Bezpečnost práce s el. přístroji 1) Lidské tělo = dobrý vodič (2/3 H2O) - el. odpor lid. těla R ÷ 1000 ohmů - při úrazu dochází k ohrožení zákl. životních funkcí (srdce, dýchání, krevní oběh), KŘEČ 2) Bezpečné napětí = do 24 V Bezp. el.proud = do 0,2 A 3) Důsledky úrazu závisí na: - velikosti U, I - zdravotním stavu - vlhkosti prostředí - na době kontaktu s U,I 4) Pravidla bezpečnosti - práce s neporušenými přístroji, dle návodu - opravy jen s odpojenými přístroji - pozor na vlhkost prostředí - vhodné zásuvky a zástrčky 5) Pravidla 1. pomoci: - odpojit od zdroje U - zajistit životní funkce - zajistit odbornou pomoc Přílohy generator_cs.jar