Elektromagnetická indukce
Pomůcky: 2 cívky rozkladného transformátoru 1200 závitů na jádře U, pruh silnějšího kartonu 20 x 5 cm, tyčový magnet, demonstrační miliampérmetr, magnet z reproduktoru, žárovka 2,5 V / 0,2 A v patici s vývody, vodiče, cívku 12000 závitů na jádře U, pólové nástavce, magnety, mikroampérmetr.
Obr. 1: Vznik el. proudu pohybem magnetu v cívce.
Obr. 2: Vznik el. proudu pohybem cívky na magnetu.
Nejprve provedeme klasický pokus na elektromagnetickou indukci. Cívku 1200 závitů bez jádra připojíme k demonstračnímu ampérmetru s rozsahem 3-0-3 mA a zasouváme a vysouváme magnet z cívky. Ampérmetr ukazuje výchylku. Zvláště upozorníme, že indukované napětí vzniká jen při vzájemném pohybu cívky a magnetu. Ať již pohybujeme magnetem nebo cívkou. Upozorníme, že proud v tomto případě je velmi malý. Pokus je ale velmi názorný. Dobře lze ukázat, jak souvisí směr proudu se vznikajícím a zanikajícím magnetickým tokem uvnitř cívky.
Obr. 3: Rozsvícení žárovky 3,5 V / 0,3 A pohybem feritového magnetu o průměru 5,5 cm.
Pak je dobré provést „silový“ pokus. To znamená ukázat, že indukovaný proud lze nejen změřit, ale že může i konat užitečnou práci. Cívku s 1200 závity navlékneme na jádro U. K vývodům připojíme malou žárovku. Konce jádra překryjeme kartonem. Můžeme použít i jiný pruh neferomagnetického nevodivého materiálu. Plastu, vlnité lepenky apod.. Vezmeme magnet s dostatečně velkým magnetickým indukčním tokem. Vhodný je kruhový feritový magnet z reproduktoru o průměru aspoň 5 cm. Magnetem přejíždíme z jednoho konce jádra ke druhému. Karton umožňuje pohyb magnetu přes konce jádra. Jádro se střídavě zmagnetizovává vždy tak, že se pod magnetem vytvoří opačný pól, než který je na magnetu blíže k jádru. Mění se magnetický indukční tok v cívce a na cívce vzniká napětí. Při použití jedné cívky rozsvítíme žárovku 2,5 V / 0,2 A. Spojíme-li dvě cívky paralelně lehce rozsvítíme žárovku 3,5 V / 0,3 A.
Na školní chodbě máme nainstalován trvalý pokus. Za sklem vitríny je cívka na jádře s magnety a pólovými nástavci. Nástavce těsně přiléhají ke sklu na kterém je nápis. Přilož minci a vyrobíš proud.
Obr. 4: Při překlenutí mezery mezi póly magnetu železnou mincí se na cívce indukuje napětí.
Cívka 12 000 závitů je na jádře zakončeném pólovými nástavci. Mezi nástavci a jádrem jsou silné magnety, které v jádře vytvářejí magnetické pole. Jestliže kdokoli přiloží ke sklu feromagnetickou minci, uzavře magnetický obvod, klesne magnetický odpor obvodu, zvýší se magnetický tok procházející jádrem a na cívce se indukuje napětí. K cívce je připojen mikroampérmetr, jehož ručka se vychýlí.