Procvičte si Faradayův zákon, známý také jako zákon elektromagnetické indukce. Využijte příležitost objasnit své pochybnosti komentovanými usneseními.
Otázka 1
Magnetický tok prochází smyčkou, zpočátku s 6000 Wb a o 2 sekundy později s 2000 Wb. V tomto případě určete indukovanou elektromotorickou sílu.
Odpověď: 2000V
Elektromotorická síla je poměr mezi změnami magnetického toku v čase.
Nahrazení hodnot ve vzorci:
otázka 2
Jaká musí být změna magnetického toku, abychom získali elektromotorickou sílu o hodnotě 4 V v časovém intervalu 5 sekund?
Odpověď: 20 Wb
Modul elektromotorické síly souvisí se změnou magnetického toku pomocí rovnice:
Magnetický tok tedy bude:
Záporné znaménko znamená, že ke změně magnetického toku dochází v opačném směru než ke změně, která by generovala kladné EMF.
Otázka 3
Předpokládejme, že uzavřený obvod složený z cívky (vinutí vodivého drátu ve formě závitů) je připojen k ampérmetru. Uvnitř cívky je uspořádán magnet. Magnet i obvod se mohou pohybovat, ale pouze ve stejném směru. Vyhodnoťte následující tvrzení a určete jediné, ve kterém nebude elektrický proud.
a) Ampérmetr bude ukazovat proud, pokud se magnet přiblíží k cívce a zůstane fixovaný.
b) Ampérmetr bude ukazovat proud, pokud se cívka přiblíží k magnetu a zůstane fixovaná.
c) Ampérmetr ukáže hodnotu proudu, pokud se magnet i cívka pohybují v opačných směrech a stejnou rychlostí.
d) Ampérmetr ukáže hodnotu proudu, pokud se magnet i cívka pohybují ve stejném směru a stejnou rychlostí.
Podle Faradayova zákona vzniká proud, když se magnet pohybuje smyčkou, kde relativní pohyb mezi nimi vytváří změny v magnetickém poli.
Pokud se tedy oba pohybují ve stejném směru a stejnou rychlostí, nedochází k žádnému relativnímu pohybu, tudíž k žádné změně magnetického toku a nevytváří žádný proud.
Otázka 4
(EEAR 2016) Správně spojte zákony elektromagnetismu s níže popsanými výroky: ( ) Faradayův zákon ( ) Lenzův zákon ( ) Ampérův zákon.
já "Směr elektrického proudu indukovaného změnou magnetického toku v uzavřeném obvodu je takový, že jeho účinky mají tendenci bránit se změnám v toku, které jej vyvolaly."
II. „Pro nekonečný přímý vodič nesený elektrickým proudem o intenzitě i je velikost vektoru magnetického pole B v bod P, který je ve vzdálenosti r od tohoto vodiče, bude nepřímo úměrný vzdálenosti r a přímo úměrný i“.
III. "Elektromotorická síla indukovaná ve smyčce je přímo úměrná změně magnetického toku, který jí prochází, a nepřímo úměrná časovému intervalu, ve kterém k této změně dochází." Z níže uvedených alternativ je správná:
a) I – II – III
b) II – III – I
c) III – I – II
d) III – II – I
Otázka 5
(UFRN 2010) Angličan Michael Faraday (1791 – 1867) lze považovat za jednoho z nejvlivnějších vědců všech dob a jeho vědecké práce mají dodnes dopad na společnost vědecko-technologické. Jedním z nejvýznamnějších z těchto děl je zákon elektromagnetické indukce, který nese jeho jméno – Faradayův zákon –, který pojednává o experimentální situaci zahrnující magnet a smyčku. Tento zákon lze říci: „Elektromotorická síla indukovaná v uzavřené smyčce je úměrná změně magnetického toku, který ji protíná, a nepřímo úměrné časovému intervalu, ve kterém k tomu dochází. variace“.
Ve vztahu k zákonu uvedenému v textu je správné uvést, že elektromotorická síla indukovaná ve smyčce
a) závisí na součinu změny magnetického toku smyčkou a na časovém intervalu.
b) nezávisí na relativním pohybu mezi magnetem a smyčkou.
c) závisí na relativním pohybu mezi magnetem a smyčkou.
d) nezávisí na poměru mezi změnami magnetického toku smyčkou v průběhu časového intervalu.
Je to přesně relativní pohyb mezi smyčkou a magnetem, který způsobuje změny magnetického toku.
Otázka 6
(UCS 2015) Kostarika se v roce 2015 velmi přiblížila výrobě 100 % své elektrické energie z obnovitelných zdrojů energie, jako jsou vodní, větrná a geotermální energie. Fyzikální zákon, který umožňuje konstrukci generátorů přeměňujících jiné formy energie na elektrickou energii, je Faradayův zákon, který lze nejlépe definovat následujícím výrokem:
a) každý elektrický náboj vytváří elektrické pole s radiálním směrem, jehož směr je nezávislý na znaménku tohoto náboje.
b) každý elektrický proud ve vodivém drátu vytváří magnetické pole s radiálním směrem k drátu.
c) na elektrický náboj v klidu ponořený do magnetického pole působí dostředivá síla.
d) elektromotorická síla indukovaná ve smyčce je úměrná rychlosti změny magnetického toku ve vztahu k času potřebnému k provedení této změny.
e) každá elektromagnetická vlna se stává mechanickou vlnou, když přechází z hustšího prostředí do méně hustého.
Indukovaná elektromotorická síla je poměr mezi změnou magnetického toku a časovým intervalem. Dá se vyjádřit vzorcem:
Více o Faradayův zákon - Zákon indukce.
Viz také:
- Faradayova konstanta
- Elektromagnetická indukce
- Magnetická síla: vzorec, pravidla a cvičení
ASTH, Rafael. Cvičení Faradayova zákona (elektromagnetická indukce).All Matter, [n.d.]. K dispozici v: https://www.todamateria.com.br/exercicios-de-lei-de-faraday/. Přístup na:
Viz také
- Elektromagnetická indukce
- Faradayův zákon
- Cvičení z Ohmova zákona s odpověďmi
- Cvičení z Coulombova zákona (elektrická síla)
- Cvičení z prvního zákona termodynamiky
- Lenzův zákon
