Embed Size (px)
Citation preview
MAGNETISME
MAGNETISME
V.7417.01.2017
Side 82 Kap 5 Oppgave 6
Eksempel på oppgaver som dere skal kunne løse etter undervisningen !
Side 82 Kap 5 Oppgave 6
Eksempel på oppgaver som dere skal kunne løse etter undervisningen !
Repetisjon !
k kilo = 103
m = 10-3 = 10-6
= 10-9
τTidskonstant
Sekund (s)
𝑳𝑹
Tidskonstant for RL-leddSide 74
Side 74
Side 74
Side 74
≈5τ
5
Side 74
Øving !
Øving: Tidskonstant for RL-leddSide 74
Spolen har induktansen L = 10mH
Motstanden har resistansen R = 10 Ω
Hva er tidskonstanten ?
Øving: Tidskonstant for RL-leddSide 74
Spolen har induktansen L = 10mH
Motstanden har resistansen R = 10 Ω
Hva er tidskonstanten ?
τ = = = 1 mS
Øving: Tidskonstant for RL-leddSide 74
Spolen har induktansen L = 10mH
Motstanden har resistansen R = 10 Ω
Tidskonstanten er 1mS.
Hvor lang tid tar det før strømmen har nådd sin maksimumsverdi ?
Øving: Tidskonstant for RL-leddSide 74
Spolen har induktansen L = 10mH
Motstanden har resistansen R = 10 Ω
Tidskonstanten er 1mS.
Hvor lang tid tar det før strømmen har nådd sin maksimumsverdi ?
5 · τ = 5 · = 5 · = 5 mS
Øving: Tidskonstant for RL-leddSide 74
Spolen har induktansen L = 10mH
Motstanden har resistansen R = 100 Ω
Hva er tidskonstanten ?
τ = = = 0,1 mS
Øving: Tidskonstant for RL-leddSide 74
Spolen har induktansen L = 10mH
Motstanden har resistansen R = 100 Ω
Tidskonstanten er 0,1mS.
Hvor lang tid tar det før strømmen har nådd sin maksimumsverdi ?
5 · τ = 5 · = 5 · = 0,5 mS
Spørsmål ?
Spørsmål ?
Spørsmål ?
≈5τ
τ𝑳𝑹
Blå: DCRød: AC
www.padlet.com
www.padlet.com
Åpen nettside uten passord for studentenes notater under forelesningen på WEB-samlingen:
Magnetisme AUW/BAW Januar 2017, studentnotater:https://padlet.com/sven_age_eriksen/xp5r44xmzq0j
Magnetisme EKW Januar 2017, studentnotater:https://padlet.com/sven_age_eriksen/9m4i4obzz2ma
Eksempel:
https://padlet.com/rita_li/fagskolen
Lærings- pyramiden !
Bare passiv tilstedeværelse under forelesning gir ikke optimalt læringsutbytte !
Læringsmateriell i magnetisme:Læreboka, kapittel 5, side 59 – 80 / www.nb.no
Formelsamlingen, side 21 og 22 eller på www.nb.no
Studieveiledningen som er laget av BOM (Bjørn Ove Mannes)
Denne presentasjonen som er laget av SÅE (Sven Åge Eriksen)
www.padlet.com
Oppgavene i læreboka på side 81, 82 og 83 som obligatoriske innleveringer
Historikk
Navnet magnet kommer sannsynligvis fra gresk magnetos lithos som betyr stein fra Magnesia i Lilleasia hvor det forekom magnetiske mineraler. Magnetitt (Fe3O4) er et magnetisk mineral som finnes i naturen. Magnetstein ble brukt i en form for kompass fra ca 700 f. Kr.
Historikk
W Gilberts skrev i 1600 den første vitenskapelige boka om magnetisme hvor det ble slått fast at jorda var en stor magnet og alle magneter hadde to poler som ble kalt nordpol og sørpol.
Historikk
Charles Coulomb (1736-1806) målte magnetiske krefter og fant at kreftene avtok som 1/r² nær polene. (Siden magneter alltid opptrer som dipoler, betyr det at de magnetiske kreftene avtar som 1/r3 lenger unna)
HistorikkDet var den danske læreren Hans Christian Ørsted (1777-1851) som i 1819 først oppdaget at elektrisk strøm var årsaken til magnetisme.
Siden elektrisk strøm gjør at en spole blir magnetisk foreslo André Ampère (1775-1836) at magnetismen i ulike stoff skyldes elektriske strømmer i atomene.
http://ndla.no/nb/node/52536?fag=2600
Hvordan en ladning beveger seg i et magnetfelt:
Vi kan ikke se et magnetfeltet, men vi kan se påvirkning av et magnetfelt, se neste side !
http://ndla.no/nb/node/52536?fag=2600
Hvordan en ladning beveger seg i et magnetfelt:
Magnetisk resonanstomografi (MR) er en metode for fremstilling av snittbilder av kroppen, basert på kjernemagnetisk resonans.
Vha en kraftig magnet innstilles kroppens hydrogenkjerner.Bildedannelsen kommer i stand vha radiobølger med frekvens lik hydrogenkjernenes egenfrekvens.
Dette gir opphav til roterende magnetiske vektorer som induserer strømsignaler i utenforliggende spoler. Vha lineære magnetfeltgradienter i ulike retninger, vil frekvens sammen med tilhørende fase fortelle hvorfra i kroppen de ulike bildesignalene kommer fra.
Dermed kan det lages snittbilder av kroppen.
www.padlet.com
www.padlet.com
Side 59
http://www.nb.no/nbsok/nb/66582a36d1f975c16fe58fa1c5d903bb?index=10#60
www.nb.no
Magnetismeside 59:
www.nb.no
Formelsamling: http://www.nb.no/nbsok/nb/22cb10a1f69ca0d9824b5dbed21fa8c9?index=29#17
Spørsmål ?
Spørsmål ?
Spørsmål ?
Innføring i magnetisme
Det finnes to typer magneter: Elektromagnet og permanentmagnet. En magnet har ALLTID en NORDPOL og en SYDPOL
En magnet har ALLTID en NORDPOL og en SYDPOL
En magnet har ALLTID en NORDPOL og en SYDPOL
Levitasjon: (noe som flyter)
Magnetisk kraft = gravitasjonskraft
4 naturkrefter
GravitasjonskraftElektromagnetisme
Størrelses- symboler !
STØRRELSESSYMBOLER FOR MAGNETISME:.
Φ = Magnetisk fluks (phi) målt i Weber (Wb)B = Magnetisk flukstetthet målt i Tesla (T)H = Magnetisk feltstyrke målt i ampere per meter (A/m)L = Induktans (selvinduktans) i spole, målt i henry (H)Rm = Reluktans, magnetisk resistans målt i 1/Henry (1/H)Λ = Permeans (lamda) magnetisk ledningsevne målt i henry (H)
μ0 = Permeabilitetskonstant for vakuum i henry per meter (H/m)
μr = Relativ permeabilitet (ubenevnt, se verdier i tabell)
μ = μ0 · μr = Permeabilitet målt i henry per meter (H/m)
www.padlet.com
www.padlet.com
STØRRELSESSYMBOLER FOR MAGNETISME:.
Φ = Magnetisk fluks (phi) målt i Weber (Wb)
B = Magnetisk flukstetthet målt i Tesla (T) Før: Wb/m2
H = Magnetisk feltstyrke målt i ampere per meter (A/m)
L = Induktans (selvinduktans) i spole, målt i henry (H)
Rm = Reluktans, magnetisk resistans målt i 1/Henry (1/H)
Φ = B · A
STØRRELSESSYMBOLER FOR MAGNETISME:.
Λ = Permeans (lamda) magnetisk ledningsevne målt i henry (H)
μ0 = Permeabilitetskonstant for vakuum i henry per meter (H/m)
μr = Relativ permeabilitet (ubenevnt, se verdier i tabell)
μ = μ0 · μr = Permeabilitet målt i henry per meter (H/m)
STØRRELSESSYMBOLER FOR MAGNETISME:.
Fm = Magnetomotorisk spenning
F = Magnetisk trekkraft målt i newton (N)
www.padlet.com
www.padlet.com
STØRRELSESSYMBOLER FOR MAGNETISME:.
Φ = Magnetisk fluks (phi) målt i weber (Wb) Φ = B · A
Magnetisk fluks beskriver antall magnetiske feltlinjer gjennom en flate. Fluks er et mål på strøm eller flyt av noe gjennom et bestemt areal.
Vanlig symbol for magnetisk fluks er Φ og SI-enhet er Weber (Wb). Termen magnetisk fluks ble først brukt av Michael Faraday og Faradays lov sier at endring av magnetisk fluks gjennom en spole vil indusere elektrisk spenning i spolen.
STØRRELSESSYMBOLER FOR MAGNETISME:.
B = Magnetisk flukstetthet målt i tesla (T)
•Magnetisk flukstetthet B måles i Tesla •Før var enheten Wb/m2.
•Fra definisjonen i Maxwells likninger er feltlinjene fra B lukkede.
To forskjellige enheter og symboler brukes om magnetfelt: B (T) og H (A/m)
STØRRELSESSYMBOLER FOR MAGNETISME:.
H = Magnetisk feltstyrke målt i ampere per meter (A/m)
•H-feltet H, magnetisk feltstyke, det har enhet ampere per meter, A/m.
•I motsetning til B er feltlinjene til H ikke lukkede.
To forskjellige enheter og symboler brukes om magnetfelt: B (T) og H (A/m)
STØRRELSESSYMBOLER FOR MAGNETISME:.
L = Induktans (selvinduktans) i spole, målt i henry (H)
Induktansen er spolens evne til å oppta og lagre kinetisk energi i spolen i magnetfeltet, W = · L· I 2 ( J, Joule)
STØRRELSESSYMBOLER FOR MAGNETISME:.
Rm = Reluktans, magnetisk resistans målt i 1/Henry (1/H)
Magnetisk reluktans, eller magnetiskt motstand, er motstanden i en magnetisk krets og den inverse verdien til kretsens permeans (den magnetiske ledningsevnen).
STØRRELSESSYMBOLER FOR MAGNETISME:.
Rm = Reluktans, magnetisk resistans målt i 1/Henry (1/H)
Magnetisk reluktans kan sammenlignes med resistans i en elektrisk krets, men istedenfor å forbruke energien i form av varme, slik den blir i en elektrisk motstand, blir den lagret i et magnetisk felt.
På samme måte som elektrisk strøm følger minste motstands (resistans) veg i en elektrisk krets, følger også magnetisk strøm den minste motstands (reluktans) veg.
Luftspole:
Rm = Reluktans, magnetisk resistans er stor i luft, dvs leder magnetfelt dårlig.
Stor magnetisk motstand
Jernkjerne i spolen:
Rm = Reluktans, magnetisk resistans er liten i jern, dvs leder magnetfelt godt.
Liten magnetisk motstand
STØRRELSESSYMBOLER FOR MAGNETISME:.
Λ = Permeans (lamda) magnetisk ledningsevne målt i henry (H)
Permeans er et begrep som benyttes generelt om et materiale sin evne til å lede en strøm av et stoff eller energi.
Vanligvis brukes greske tegnet lamda, Λ for permeans. Spesielt er begrepet mye brukt innenfor elektromagnetisme, der det betegner magnetisk ledningsevne.
STØRRELSESSYMBOLER FOR MAGNETISME:.
μ0 = Permeabilitetskonstant for vakuum i henry per meter (H/m)
Permeabilitetkonstanten (μ0), som også kalles den magnetiske feltkonstant eller vakuumpermeabiliteten, er et mål for den motstand, som møtes, når der dannes et magnetfelt i klassisk vakuum. Den magnetiske konstant har den nøyaktige verdien µ0 = 4π×10−7 ≈
1,2566370614...×10−6 H·m-1 eller N·A-2.
μ0 = 1,257×10−6 H·m-1
STØRRELSESSYMBOLER FOR MAGNETISME:.
μr = Relativ permeabilitetskonstant for er materiale (uten enhet, forholdstall på samme måte som π)
Permeabiliteten er den magnetiseringsgrad, som et materiale oppnår når det blir utsatt for et magnetfelt. Magnetisk permeabilitet angis typisk med den greske bokstaven μ. Enheten til permeabilitet angis i henry per meter (H m-1).
STØRRELSESSYMBOLER FOR MAGNETISME:.
μ = μ0 · μr = Permeabilitet målt i henry per meter (H/m)
Magnetisk permeabilitet betegner innen elektromagnetisme et mål for et materiales evne til å danne et magnetfelt inne i selve materialet og beskriver sammenhengen mellom dens magnetiske feltstyrke H og dens magnetiske flukstetthet B..
B = μ H μ =
STØRRELSESSYMBOLER FOR MAGNETISME:.
Forenklet sammenligning mellom permeabiliteter for:ferromagneter (μf), paramagneter(μp), det frie rom (μ0) og diamagneter (μd)
STØRRELSESSYMBOLER FOR MAGNETISME:.
MMS, magnetomotorisk spenning som er analogt til elektromotorisk spenning EMS, altså potensialforskjellen som driver strømmen i en elektrisk krets, kan en sette:
Fm = N · I = Rm · Φ Φ =
Fm er magnetomotorisk spenning som altså er det samme som ampervindinger. Enheten for magnetomotorisk spenning er A (Ampere)
Ohms lov for magnetisme
(I = )
Ohms lov for magnetisme:.
MMS, magnetomotorisk spenning som er analogt til elektromotorisk spenning EMS, altså potensialforskjellen som driver strømmen i en elektrisk krets, kan en sette:
Fm = N · I = Rm · Φ Fm er magnetomotorisk spenning
U = R · I Ohms lov
Spørsmål ?
STØRRELSESSYMBOLER FOR MAGNETISME:.
F = Magnetisk trekkraft målt i newton (N)
www.padlet.com
www.padlet.com
Forsøk nr 1 !
Forsøk nr 1 Samling 18/1-17 med AUWBAW 16-19 og EKW 16-19
Forsøk nr 1 Samling 18/1-17 med AUWBAW 16-19 og EKW 16-19
FORKLARING:
Forsøk nr 2 !
www.padlet.com
www.padlet.com
Spørsmål ?
Animasjoner
