Preskočiť na obsah
Späť na kurz

Elektromagnetická indukcia

Závit s prúdom v magnetickom poli

Ak sa do homogénneho magnetického poľa vloží uzavretý závit s prúdom, na jeho protiľahlé strany pôsobí pole silami opačného smeru. V dvoch rovnobežných stranách závitu tečie prúd navzájom opačne, a preto na ne pole pôsobí silami opačného smeru, ktoré podľa Flemingovho pravidla ľavej ruky tvoria dvojicu síl. Táto dvojica závit netlačí do strany, ale ho otáča, čím vzniká moment sily:

M=B⋅I⋅S⋅sin⁡φM = B \cdot I \cdot S \cdot \sin\varphi

kde φ\varphije uhol medzi normálou závitu a vektorom B→\overrightarrow{B} a SS je plocha závitu.

Moment je maximálny pri φ=90°\varphi = 90°, teda keď je rovina závitu rovnobežná s B→\overrightarrow{B} a sily pôsobia na najdlhšom ramene. Moment je nulový pri φ=0°\varphi = 0°, keď je normála závitu rovnobežná s B→\overrightarrow{B}, čiže rovina závitu je kolmá na pole. Sily síce pôsobia aj vtedy, ale mieria priamo do osi otáčania, takže nemajú rameno a závit neotáčajú. Táto poloha je rovnovážna. Prejavuje sa v nej názorná symetria: v rovnovážnej polohe je moment nulový, zatiaľ čo tok cez závit dosahuje maximum, pretože kosínus nulového uhla má hodnotu 1.

Vľavo je závit v magnetickom poli v šikmej polohe. Na jeho dve strany, jednu s prúdom von z roviny a druhú do roviny, pôsobia dve rovnako veľké sily opačného smeru, ktoré tvoria dvojicu síl a otáčajú závit, moment je nenulový a rovná sa súčinu B krát I krát S krát sínus uhla fí. Vpravo je rovnovážna poloha, normála závitu je rovnobežná s poľom, sily mieria pozdĺž spojnice do osi, nemajú rameno, moment je nulový a tok je naopak maximálny.

Na tomto jave je založený elektromotor. Voľne otáčavý závit by po niekoľkých osciláciách zastal v rovnovážnej polohe, kde je moment nulový. Aby sa otáčal trvalo, musí sa v okamihu prechodu rovnovážnou polohou obrátiť smer prúdu. Zabezpečuje to komutátor, mechanický prepínač, ktorý každú polovicu otáčky obráti smer prúdu, takže moment závit stále poháňa v rovnakom smere.