Magnetism: Skillnad mellan sidversioner
Hakan (diskussion | bidrag) |
Hakan (diskussion | bidrag) |
||
| (41 mellanliggande sidversioner av samma användare visas inte) | |||
| Rad 1: | Rad 1: | ||
= | |||
{{#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| | [[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]] | ||
Fältlinjer från nord till syd kring en permanentmagnet. | Fältlinjer från nord till syd kring en permanentmagnet. | ||
| Rad 16: | Rad 46: | ||
=== Flödestäthet och magnetfältet kring en elektrisk ledare=== | === Flödestäthet och magnetfältet kring en elektrisk ledare=== | ||
[[File:Current | [[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 27: | 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 | 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 49: | 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 58: | Rad 91: | ||
=== Spolar === | === Spolar === | ||
[[Image:Solenoid-1 (vertical).png|50 px|thumb|left| | [[Image:Solenoid-1 (vertical).png|50 px|thumb|left|Solenoid]] | ||
[[File:VFPt Solenoid correct2.svg| right |En spole]] | [[File:VFPt Solenoid correct2.svg| right |En spole]] | ||
Magnetfältet i en avlång 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) | ||
{{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 85: | 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 <math>uT</math> (mikro Tesla). 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. | ||
{{clear}} | {{clear}} | ||
=== Länkar och sammanfattning === | === Länkar och sammanfattning === | ||
: {{svwp | Magnet}} | : {{svwp | Magnet}} | ||
| Rad 106: | Rad 128: | ||
: {{svwp|Jordens_magnetfält}} | : {{svwp|Jordens_magnetfält}} | ||
{{clear}} | {{clear}} | ||
= [[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
| 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
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
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
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
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
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
.png)
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 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
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.