Diskuzní fórum Elektro Bastlírny

Zdravím, přicházím s dalším dotazem.
Jedná se o cívku. Představte si, že máte zdroj stejnosměrného proudu a k němu zapojíte do série cívku. Cívkou se začne proudit magnetický tok, který proudí proti směru toku proudu. Tím pádem ze začátku teče cívkou menší proud, který se však po chvilce dostane na hodnotu I=UL/RL. Nevím, jak si to mám vysvětlit. Jaktože to magnetické pole najednou přestane působit "proti proudu"?
Dále bych se chtěl zeptat, pokud "vypneme" zdroj, třeba spínačem, dojde k proudové špičce. Hádám, že tento jev nejspíš vyvolá právě magnetický tok cívky, nemýlím - li se. Mohli byste mi to prosím blíže nastínit? Mockrát děkuji.

Cívka se projevuje při ZMĚNĚ PROUDU, ve Tvém případě je to chvíle, kdy zapneš zdroj a poté, když jej vypneš.

Při zapnutí zdroje (je to okamžik) amplituda roste, mění se i proud a dochází k tomu, co popisuješ. Totéž je i v případě vypnutí zdroje, kdy amplituda naopak klesá, dochází opět ke změně hodnoty proudu.

V cívce (vlastně i v jediném vodiči) vzniká napětí v důsledku změny magnetického pole (ať už intenzity nebo směru).
Představ si to takto:
když připojíš stejnosměrný zdroj (dáme tam babaterku), začne vznikat magnetický tok tou dívkou procházející. Ale jeho vznik je taky změna, která indukuje v cívce napětí polarizované proti napětí zdroje. Cívkou proto neteče v okamžiku uzavření obvodu proud
UB/R, kde R je stejnosměrný odpor cívky, ale proud menší, daný rozdílem přiloženého a indukovaného napětí
(UB - Ui)/R, kde Ui je indukované napětí "tlačící" se proti napětí baterie.
Proud tedy postupně (exponenciálně) narůstá, s ním narůstá i magnetický tok procházející cívkou, až v čase blížícím se k nekonečnu se proud ustálí na maximální velikosti, dané pouze napětím zdroje a ohmickým odporem vinutí, protože magnetický tok dále neroste a "proti baterce se netlačí" žádné indukované napětí.


Když tento proud přerušíš, musí se energie uložená v magnetickém toku vytvořeném cívkou někde spotřebovat. Zanikající magnetické pole indukuje v cívce napětí, kterým se snaží někudy protlačit proud bránící zániku magnetického toku. Ale obvod je rozpojený, proud nemá kudy odtéci, tak se na cívce indukuje napěťová špička, která si už cestu prorazí. Tohoto principu se využívá například v zapalování zážehových motorů, v blokujících měničích i řadě zapojení spínaných zdrojů.

Jen o nco složitěji to máš vysvětlené tady

Zase jsem si připomněl jeden film:

Hlavně Hill dal novou dimenzi tomu pořekadlu "cívka jako dívka".

Představ si, že elektrony v té cívce musí procházet turniketem napojeným na velké kolo setrvačníku. Napřed se jim poleze blbě, protože do turniketu budou muset tlacit a tím ho roztáčet. Když už se ale roztočí, bude se jim už procházet snadno. Když proud vypneš, roztočený setrvák bude dále točit turniketem a "nabírat" další a další elektrony. Cívka se bude snažit, aby jí ještě chvíli procházel proud, ten už ale nebude mít kudy. Cívka se bude snažit tak, že na ni poroste napětí tad dlouho, dokud někde nepřeskočí jiskra. No a to je ta napěťová špička.

Aha, tak tomu již rozumím. Ještě se zeptám, při napěťové špičce, může být na cívce vyšší napětí než je napětí zdroje?

Ano.

Dobrá, mockrát všem děkuji za reakce.

Hill píše:....Proud tedy postupně (exponenciálně) narůstá, s ním narůstá i magnetický tok procházející cívkou,....

Proud exponenciálně nenarůstá. To ho neuč.

Jak se to vezme. Pokud jsou ideální cívka i zdroj, proud roste lineárně a nade všechny meze. Ale jak je v obvodě nějaká rezistance, tak tam ten exponenciální růst bude (případnou nelinearitu indukčnosti ignorujme).

Nejsem matematik, ale například klasická exponenciální funkce nezačíná v nule. Proud začíná v nule. Strmost nárůstu exp. funkce roste s rostoucím x. Strmost nárůstu proudu s rostoucím t neroste.

1 - e^(-t/τ) je taky exponenciála

Exponenciální funkce je taková, která má nezávisle proměnnou v exponentu. Třeba
f = e^(-x) ; ta má pro x=0 hodnotu 1.

Ale je to i funkce
f = 1 - e^(-x) ; ta má pro x=0 hodnotu 0.

Tak to potom jo.