Formelmagi 34-1 (34.2) Spenning indusert ved bevegelse (motional emf)

Presentasjon om: "Formelmagi 34-1 (34.2) Spenning indusert ved bevegelse (motional emf)"— Utskrift av presentasjonen:

1 Formelmagi 34-1 (34.2) Spenning indusert ved bevegelse (motional emf)
Avledet formel. Avledet fra elektrisk kraft på ladning, magnetkraft på ladning og sammenhengen mellom elektrisk spenning/potensial og elektrisk feltstyrke B l Leder

2 Formelmagi 34-2 Begrep/fysisk størrelse. (34.3) Magnetfluks
Definisjonsformel. Definisjon av magnetfluks gjennom en flate. Forutsetning: er konstante størrelser (over flaten) A A Hva forteller formelen? Formelen er enklest å fortolke dersom vi illustrerer feltet med ved hjelp av feltlinjer: m er et mål for hvor mange feltlinjer som skjærer gjennom et areal A. Merknad: Magnetisk flukstetthet er antall feltlinjer som skjærer gjennom arealet per flateenhet (per m2):

3 Formelmagi 34-3 (34.4) Lenz lov Grunnleggende sammenheng.
Loven gir en kvalitativ beskrivelse av hvilken retning en Indusert strøm har. Versjon 1: Den induserte strømmens retning er slik at magnetfeltet den skaper motvirker fluksendringen. Versjon 2: Den induserte strømmen vil forsøke å motvirke induksjonens årsak. En typisk bruk av denne formuleringen er å se på de magnetiske kreftene som oppstår.

4 Formelmagi 34-4 (34.5) Faradays lov, induksjonsloven
Grunnleggende sammenheng. Om hvordan et magnetfelt kan skape spenning i en krets/spole. Den nederste formelen brukes på spoler med N viklinger. Hva forteller formelen? Den induserte spenningen i el lukket krets er lik endringen i magnetfluks per tidsenhet (per sekund) gjennom kretsens areal. Merknader: Faradays lov gir øyeblikksverdien av den induserte spenningen. Dersom vi betrakter fluksendringen DFm i et tidsintervall Dt, så finnes gjennomsnittsverdien av spenningen i dette tidsintervallet. Minuset i formelen forutsetter at vi vil regne med fortegn. Hvis ikke, kan vi bare kutte fortegnet (sett tallverditegn). Fortegnsregel: Velg flatenormal - Tommel langs flatenormal, fingrer langs positiv retning for spenning og strøm - Merk: Flatenormalen bestemmer også fortegn på fluksen B

5 Formelmagi 34-5 Begrep/fysisk størrelse (34.6) Indusert elektrisk felt
Grunnleggende sammenheng. Om sammenhengen mellom et tids-varierende magnetfelt og det elektriske feltet som skapes/induseres. Den nederste formelen brukes når Eind og q ikke varierer langs s. Hva forteller formelen? Sammenhengen forteller at når magnetfeltet varierer i tid, så skapes/induseres et elektrisk felt , Eind, Det induserte elektriske feltet er årsak til den elektriske spenningen, e. Elektriske felt skaper alltid spenninger (V = E s). Merknad. Et indusert elektriske felt er ikke skapt av ladninger, men av et magnetfelt.

6 Formelmagi 34-6 (34.6) Indusert elektrisk felt inne i en spole
Avledet formel. Avledet fra sammenhengen mellom spenning og elektrisk feltstyrke, Faradays induksjonslov, uttrykket for magnetfluks, pluss litt geometri. Eind s r B A Spole (snitt, spolens akse går inn i papirplanet)

7 Formelmagi 34-7 (11.3, 29.1, 30.1, 33.6) Oppsummering om kurveintegraler. F f q i ds E f q i ds B q ds i,f Merknader: Dersom vinkelen q og den fysiske størrelsen (F, E eller B) er konstanter, blir ligningene (forenkles ytterligere ved q = 0): Dersom 1) deles med q, så får vi 2)!! (ikke fortegnet)

8 Formelmagi 34-8 Begrep/fysisk størrelse.
(34.8) Induktans i lukket krets/spole Definisjonsformler. Definisjon av induktansen i en krets/spole. Fm er fluksen gjennom en vikling. Hva forteller formelen? L er magnetfluks per ampere strøm som går i kretsen. Den er derfor et mål for den evnen kretsen har til å ”produsere” fluks. Siden magnetfluksen er avgjørende for å indusere spenning (se Faradays induksjonslov), vil L være et mål for evnen til å indusere spenning. B A

9 Formelmagi 34-9 (34.8) Indusert spenning i spole. Avledet formel.
Avledet av Faradays induksjonslov og definisjon av induktans i en spole. Hva forteller formelen? Spenningen som induseres i en spole er proporsjonal med strømendring per tidsenhet (sekund). For en sinusstrøm blir derfor spenningen proporsjonal med frekvensen: Merknad. Formelen gir spenningens tallverdi. En formel med fortegn er gitt side 1066 (34.36). Denne kan virke noe forvirrende siden fortegnregelen ikke samsvarer med den som brukes i elektroteknikk.

10 Formelmagi 34-10 (34.8) Energitetthet i magnetfelt. Avledet formel.
Avledet av definisjon av energitetthet, energi i en spole, spolens induktans, magnetisk flukstetthet i en spole og spolens volum. Hva forteller formelen? Et magnetfelt inneholder energi, og energitettheten er proporsjonal med kvadratet av flukstettheten (feltstyrken) Merknad: Tilsvarende formel for energitetthet i et elektrisk felt er: