Magnetism
Magnetism en sammanfattning
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.
Magnetsik fältstyrka betecknas B och har enheten Tesla.
tumregeln (kallas även skruvregeln) visar de magnetiska fältlinjernas riktning runt en elektrisk ledare.
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.
Formel F=I l B
där F är kraften, I är strömmen i ledaaren, l är ledarens längd (projicerad vinkelrätt mot fältet) och B är magnetfältets styrka. F är vinkelrät mot både ledare och magnetfält.
Genom att lösa ut B i formeln ovan kan man definera flödestätheten B = F / I l. 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 ledqare är
F = 2 10-7 I2 l /a
där a är avståndet mellan ledarna.
Om en ledare lindas till en spole så förstärks fältet för varje varv.
magnetfältet i en lång rak spole är
B = u0 N I/ l
u0 är permeabiliteten för vakuum och har värdet 4 pi 10-7 N / A2 (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. .
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 permanentmagnet. Flödestätheten vid jordens yta är mellan 30 - 60 uTesla. Det är högst vid polerna och lägst vid ekvatorn.
Magnetfälten orsakasa av elektronernas rörelser i en ledare eller en permanentmagnet.
Elektromagnetismen är mycket viktig i tekniska tillämningar, exempelvis elektriska generatorer och motorer.
Permanentmagneter
Wikipedia skriver om Jordens_magnetfält
Växelströmstranformatorn
Kap 5 s 72-75 + s 79
Magnetfält kring elektriska ledare