Magnetism: Skillnad mellan sidversioner

Från Wikiskola
Hoppa till navigering Hoppa till sök
VisuellWikitext
 
(50 mellanliggande sidversioner av samma användare visas inte)
Rad 1: Rad 1:
= Magnetism =
 
{{#ev:youtube| bbLshnfu0wY|300|right|Kul intro - Teslaspolar}}
{{CI |
Samband mellan elektriska och magnetiska fält: magnetiskt fält kring strömförande ledare, rörelse av elektrisk laddning i magnetiskt fält, }}
{{clear}}
 
== Sidor med fördjupningar ==
 
===  [[Magnetfält kring elektriska ledare]] ===
 
===  [[Kraften på ledare i magnetfält]] ===
 
===  [[Parallella ledare samt enheten Ampere]] ===
 
=== [[Magnetfält i spolar]] ===
 
===  [[Kraft på laddningar i magnetfält samt Hall-effekt]] ===
 
===  [[Vägning av partiklar samt hastighetsfilter]]- ===
 
===  [[Jordmagnetiska fältet samt Magnetiska material]] ===
 
===  [[Lösningar till uppgifter kap 5 Heureka 2]]===
 
== Begrepp inom magnetism ==
 
{{#ev:youtube| y-VTGrPh9j4  |320 |right|'''Sammanfattning''': Fysik 2 - Magnetfält på två minuter. '''Ej''' CC}}
 
Olver i TE12C gjorde en '''[[begreppslista för magnetism]]''' som jag lånade. Den är inte helt klar utan behöver förbättras. Gör det du!
{{clear}}
 
== Magnetism en sammanfattning ==
== Magnetism en sammanfattning ==
=== Fältlinjer ===
=== Fältlinjer ===
[[Image:Magnetic field near pole.svg|thumb|upright=0.7|left|Kompasser visar magnetfältets riktning runt en magnet.]]
[[File:VFPt cylindrical magnet thumb.svg|thumb|Magnetfältet från en cylindrisk stavmagnet med fältriktningar och polbeteckningar. CC By SA, Sv WP]]
[[File:VFPt cylindrical magnet thumb.svg|thumb|Magnetfältet från en cylindrisk stavmagnet med fältriktningar och polbeteckningar. CC By SA, Sv WP]]


Rad 14: Rad 46:


=== Flödestäthet och magnetfältet kring en elektrisk ledare===
=== Flödestäthet och magnetfältet kring en elektrisk ledare===
[[File:MagneticFieldAroundCurrent.png|mini|Del av magnetfältet runt en ledare. CC By SA, Sv WP]]
[[File:Current out of image symbol.png|thumb|left|Symboler för att visa hur strömmen går.]]
[[Fil:Manoderecha.svg|miniatyr|Högerhandregeln för [[magnetfält]] kring en strömförande ledare]]
[[Fil:Manoderecha.svg|miniatyr|Högerhandregeln för [[magnetfält]] kring en strömförande ledare]]




Magnetsik flödestäthet (fältstyrka) betecknas <math>B</math>  och har enheten <math>T</math> (Tesla).  
Magnetsik flödestäthet (fältstyrka) betecknas <math>B</math>  och har enheten <math>T</math> (Tesla).  
: <math> B = k \frac{I}{a}</math>
där <math>B</math> är magnetiska flödestätheten, <math>I</math> är strömmen, <math>l</math> är avståndet från ledaren och <math>k = 2 \cdotp 10^{-7} Tm/A</math>.


Tumregeln (kallas även skruvregeln eller högerhandsregeln) visar de magnetiska fältlinjernas riktning runt en elektrisk ledare.
Tumregeln (kallas även skruvregeln eller högerhandsregeln) visar de magnetiska fältlinjernas riktning runt en elektrisk ledare.
Rad 24: Rad 60:


=== Kraften på en ledare i ett magnetfält ===
=== Kraften på en ledare i ett magnetfält ===
[[File:FBI-regeln.png|thumb|left|Kraften på en elektrisk ledare i ett magnetiskt fält.]]
[[Fil:Rechte-hand-regel.jpg|miniatyr|Högerhandsregeln. CC By SA, Sv WP]]
[[Fil:Rechte-hand-regel.jpg|miniatyr|Högerhandsregeln. CC By SA, Sv WP]]


Sätt en strömförande ledare i ett befintligt magnetsikt fält och den kommer att påverkas av en kraft. Förutsättningen är att ledare är vinkelrät mot det magnetiska fältet. Om en inte är vinklerät får man räkna med den vinkelrät komposanten.  
Sätt en strömförande ledare i ett befintligt magnetsikt fält och den kommer att påverkas av en kraft. Förutsättningen är att ledare är vinkelrät mot det magnetiska fältet.  


Formel:
Formel:
Rad 44: Rad 81:


=== Kraften mellan två raka och parallella ledare ===
=== Kraften mellan två raka och parallella ledare ===
[[File:2 parallella ledare.png|thumb|Två parallella elektriska ledare samt ett magnetfält utritat.]]


Kraften mellan två raka och parallella ledqare är  
Kraften mellan två raka och parallella ledqare är  
Rad 53: Rad 91:


=== Spolar ===
=== Spolar ===
[[Image:Solenoid-1 (vertical).png|50 px|thumb|left|Solenoid]]
[[File:VFPt Solenoid correct2.svg| right |En spole]]


[[Fil:Permeabilitet-2.png| thumb|'''B'''-fält i diamagnetiska, paramagnetiska och ferromagnetiska material. CC By SA, Sv WP]]
Magnetfältet i en avlång rak spole är
 
Om en ledare lindas till en spole så förstärks fältet för varje varv.
 
magnetfältet i en lång rak spole är


: <math>B = \mu_0 N I/ l </math>
: <math>B = \mu_0 N I/ l </math>


<math>\mu_0</math> är permeabiliteten för vakuum och har värdet   
där l är längden, N är antalet varv. <math>\mu_0</math> är permeabiliteten för vakuum och har värdet   


:<math> \mu_0 = 4\pi 10^{-7} \ {\rm Vs/Am}</math> (N / A<sup>2</sup>),  (T m /A)
:<math> \mu_0 = 4\pi 10^{-7} \ {\rm Vs/Am}</math> (N / A<sup>2</sup>),  (T m /A)


En spole kan förbättras med en järnkärna. Järn är ett ferromagnetsikt material som förstärker magnetfältet genom att atomernas magnetfält orienteras i det yttre fältets riktning. .
{{clear}}
{{clear}}


=== Laddningar i magnetfält ===
=== Laddningar i magnetfält ===
[[Fil:Protoner i magnetfält m riktning.png|340px|miniatyr|En positivt laddad partkel färdas i en krökt bana genom ett magnetfält,]]


En laddad partikel som rör sig i ett magnetfält påverkas med en kraft  
En laddad partikel som rör sig i ett magnetfält påverkas med en kraft  
Rad 79: Rad 115:


=== Jorden är en magnet ===
=== Jorden är en magnet ===
[[Image:Earths Magnetic Field Confusion.svg|300px|right|Jordens magnetiska sydpol ligger under jordytan vid det vi kallar nordpolen därför att våra kompasser pekar ditåt.]]


Jorden är en permanentmagnet. Flödestätheten vid jordens yta är mellan 30 - 60 uTesla. Det är högst vid polerna och lägst vid ekvatorn.  
Jorden är en permanentmagnet. Flödestätheten vid jordens yta är mellan 30 - 60 <math>uT</math> (mikro Tesla). Det är högst vid polerna och lägst vid ekvatorn.  
 
Magnetfälten orsakasa av elektronernas rörelser i en ledare eller en permanentmagnet.
 
 
{{clear}}
 
=== Tekniska tillämpningar ===


Elektromagnetismen är mycket viktig i tekniska tillämningar, exempelvis elektriska generatorer och motorer.
{{clear}}
{{clear}}


=== Länkar och sammanfattning ===
=== Länkar och sammanfattning ===
{{#ev:youtube| y-VTGrPh9j4  |320 |right|Fysik 2 - Magnetfält på två minuter. '''Ej''' CC}}


: {{svwp | Magnet}}
: {{svwp | Magnet}}
Rad 100: Rad 128:
: {{svwp|Jordens_magnetfält}}
: {{svwp|Jordens_magnetfält}}
{{clear}}
{{clear}}
==  Kap 5 s 72-75 + s 79- [[Magnetfält kring elektriska ledare]] ==
==  Kap 5 s 75-78 - [[Kraften på ledare i magnetfält]]==
==  Kap 5 s 80-83 - [[Parallella ledare samt enheten Ampere]] ==
==  Kap 5 s 83-85- [[Kraft på laddningar i magnetfält samt Hall-effekt]] ==
==  Kap 5 s 86-90 [[Vägning av partiklar samt hastighetsfilter]]- ==
==  Kap 5 s 91-97 - [[Jordmagnetiska fältet samt Magnetiska material]]==
==  Kap 5 s 98-104 - [[Lösningar till uppgifter kap 5 Heureka 2]]==


= [[Induktion]] =
= [[Induktion]] =


Induktion behandlas i kapitel 6 i Heureka 2.
Induktion behandlas i kapitel 6 i Heureka 2.

Nuvarande version från 17 november 2017 kl. 13.32

Load video
YouTube
Kul intro - Teslaspolar
Centralt Innehåll


Samband mellan elektriska och magnetiska fält: magnetiskt fält kring strömförande ledare, rörelse av elektrisk laddning i magnetiskt fält,

Sidor med fördjupningar

Magnetfält kring elektriska ledare

Kraften på ledare i magnetfält

Parallella ledare samt enheten Ampere

Magnetfält i spolar

Kraft på laddningar i magnetfält samt Hall-effekt

Vägning av partiklar samt hastighetsfilter-

Jordmagnetiska fältet samt Magnetiska material

Lösningar till uppgifter kap 5 Heureka 2

Begrepp inom magnetism

Load video
YouTube
Sammanfattning: Fysik 2 - Magnetfält på två minuter. Ej CC

Olver i TE12C gjorde en begreppslista för magnetism som jag lånade. Den är inte helt klar utan behöver förbättras. Gör det du!

Magnetism en sammanfattning

Fältlinjer

Kompasser visar magnetfältets riktning runt en magnet.
Magnetfältet från en cylindrisk stavmagnet med fältriktningar och polbeteckningar. CC By SA, Sv WP

Fältlinjer från nord till syd kring en permanentmagnet.

Fältet är starkare ju tätare mellan fältlinjerna.

Om det är samma avstånd mellan fältlinjerna och de är parallella kallas fältet homogent. Fältet kan även beskrivas med vektorer.

En kompassnåls nordände (röd) pekar mot syd på en annan magnet. Det gör att nord pekar åt samma håll som fältlinjerna.

Flödestäthet och magnetfältet kring en elektrisk ledare

Symboler för att visa hur strömmen går.
Högerhandregeln för magnetfält kring en strömförande ledare


Magnetsik flödestäthet (fältstyrka) betecknas [math]\displaystyle{ B }[/math] och har enheten [math]\displaystyle{ T }[/math] (Tesla).

[math]\displaystyle{ B = k \frac{I}{a} }[/math]

där [math]\displaystyle{ B }[/math] är magnetiska flödestätheten, [math]\displaystyle{ I }[/math] är strömmen, [math]\displaystyle{ l }[/math] är avståndet från ledaren och [math]\displaystyle{ k = 2 \cdotp 10^{-7} Tm/A }[/math].

Tumregeln (kallas även skruvregeln eller högerhandsregeln) visar de magnetiska fältlinjernas riktning runt en elektrisk ledare.

Kraften på en ledare i ett magnetfält

Kraften på en elektrisk ledare i ett magnetiskt fält.
Högerhandsregeln. CC By SA, Sv WP

Sätt en strömförande ledare i ett befintligt magnetsikt fält och den kommer att påverkas av en kraft. Förutsättningen är att ledare är vinkelrät mot det magnetiska fältet.

Formel:

[math]\displaystyle{ F=I l B }[/math]

där [math]\displaystyle{ F }[/math] är kraften, [math]\displaystyle{ I }[/math] är strömmen i ledaaren, [math]\displaystyle{ l }[/math] är ledarens längd (projicerad vinkelrätt mot fältet) och [math]\displaystyle{ B }[/math] är magnetfältets styrka. [math]\displaystyle{ F }[/math] är vinkelrät mot både ledare och magnetfält.

Genom att lösa ut [math]\displaystyle{ B }[/math] i formeln ovan kan man definiera flödestätheten

[math]\displaystyle{ B = F / I l }[/math].

Enheten för flödestätheten är N/Am vilket är en Tesla.

Riktningen på kraften fås med hjälp av handregeln. (högerhanden).

Kraften mellan två raka och parallella ledare

Två parallella elektriska ledare samt ett magnetfält utritat.

Kraften mellan två raka och parallella ledqare är

[math]\displaystyle{ F = 2 \cdotp 10^{-7} I^2 l /a }[/math]

där [math]\displaystyle{ a }[/math] är avståndet mellan ledarna.

Spolar

Solenoid
En spole
En spole

Magnetfältet i en avlång rak spole är

[math]\displaystyle{ B = \mu_0 N I/ l }[/math]

där l är längden, N är antalet varv. [math]\displaystyle{ \mu_0 }[/math] är permeabiliteten för vakuum och har värdet

[math]\displaystyle{ \mu_0 = 4\pi 10^{-7} \ {\rm Vs/Am} }[/math] (N / A2), (T m /A)

Laddningar i magnetfält

En positivt laddad partkel färdas i en krökt bana genom ett magnetfält,

En laddad partikel som rör sig i ett magnetfält påverkas med en kraft

F = Q v B

där Q är laddningen, v är hastigheten vinkelrätt mot fältet och B är flödestätheten i magnetfältet.

Jorden är en magnet

Jordens magnetiska sydpol ligger under jordytan vid det vi kallar nordpolen därför att våra kompasser pekar ditåt.
Jordens magnetiska sydpol ligger under jordytan vid det vi kallar nordpolen därför att våra kompasser pekar ditåt.

Jorden är en permanentmagnet. Flödestätheten vid jordens yta är mellan 30 - 60 [math]\displaystyle{ uT }[/math] (mikro Tesla). Det är högst vid polerna och lägst vid ekvatorn.

Länkar och sammanfattning

Wikipedia skriver om Magnet
Wikipedia skriver om Magnetfält
Wikipedia skriver om Högerhandsregeln
Wikipedia skriver om Jordens_magnetfält

Induktion

Induktion behandlas i kapitel 6 i Heureka 2.

Hämtad från ”https://wikiskola.se/index.php?title=Magnetism&oldid=42529”