Fyzika v 20M

Studium magnetického pole vodiče s proudem

Na poslední hodině laboratorních prací z fyziky ve druhém ročníku jsem chtěl (kromě nezbytného počítání typových úloh), aby si žáci třídy 20M SPŠST Panská vyzkoušeli několik experimentů, které mohou být velmi užitečné pro hlubší pochopení problematiky magnetického pole.

Nejdříve jsem chtěl, aby si žáci vyzkoušeli existenci magnetického pole vznikajícího v okolí vodiče, kterým prochází elektrický proud.

„Vodič, který jsem rozpletl ze síťového kabelu, na okamžik připojte ke zdroji napětí a nechte prověšen nad magnetem. Rukou na to ve skupině máte dost,“ zadávám úkol.

Žáci vše připraví a během pár minut všichni vyzkouší různé možnosti polarity zdroje napětí a magnetu.

Pak společně (i s využitím mých nepříjemných fyzikálních otázek) vše vysvětlíme: vodičem, který má relativně malý elektrický odpor, projde poměrně velký elektrický proud, který vytvoří v okolí vodiče magnetické pole. A to interaguje s magnetickým polem magnetu v závislosti na polaritě magnetu a směru elektrického proudu procházejícího vodičem.

Pak jsem žákům půjčil cívky s jádrem.

„Zasuňte jádro do cívky nesymetricky a připojte cívku ke zdroji napětí. Co pozorujete?“

Žáci experiment vyzkoušeli a shodli se, že se jádro zasunulo do cívky. Odpověď na mou oblíbenou otázku pak byla snadná: v cívce se průchodem elektrického proudu vytvořilo magnetické pole, které (feromagnetické) jádro přitáhlo dovnitř do dutiny cívky.

„A poslední experiment: vezměte si tady několik kancelářských sponek, přibližte je k jádru cívky a …“ nechávám větu nedokončenou.

Princip činnosti elektromagnetu žáci vyzkoušeli a vysvětlili dobře. Ještě si vyzkoušeli, že jedna sponka zmagnetovaná od jádra cívky udrží další jednu svým magnetickým polem.

Snad tyto experimenty přispějí k lepšímu pochopení problematiky, která bývá mezi žáky pro svou abstraktnost ne příliš oblíbená …

Průběh studia magnetického pole je zobrazen na fotografiích.

Autor fotografií:

Jaroslav Reichl