Induksjon

1
Induksjon
2
InduksjonEksperiment 01
Magnetisk fluks
Faradays lov
En spole er koblet til et amperemeter. Ved å føre
en stavmagnet frem og tilbake mot spolen, viser
amperemeteret at det går en strøm i
spolen, retningen er avhengig hvilken vei
stavmagneten føres. Når stavmagneten
flyttes, endres den magnetiske fluksen i
spolen og det induseres en elektromotorisk
spenning i spolen.
3
InduksjonEksperiment 02
Magnetisk fluks
Faradays lov
En spole inneholder to separate vindinger. Når
bryteren kobles til, gjør kompassnåla et utslag i
den ene retningen for deretter å falle tilbake
til sin opprinnelige retning. Når bryteren kobles
fra, gjør kompassnåla et utslag i den andre
retningen, for deretter å falle tilbake til sin
opprinnelig retning. Ved strømendring i den
høyre delen av spolen, oppstår en fluksendring i
spolen. Dermed oppstår en indusert spenning i den
venstre del av spolen som igjen genererer et
magnetfelt i spolen rundt kompassnåla.
4
InduksjonEksperiment 03
Magnetisk fluks
Faradays lov
Magneten holdes i ro. Ingen strøm i ringen.
Magnetens nordpol føres inn mot ringen. En økende
fluks retning oppover oppstår i ringen. En strøm
i retning med klokka går i ringen, dette for å
generere en egen fluks som motvirker
fluksendringen fra stavmagneten.
Magnetens nordpol føres bort fra ringen. En
økende fluks retning oppover oppstår i ringen. En
strøm i retning mot klokka går i ringen, dette
for å generere en egen fluks som motvirker
fluksendringen fra stavmagneten.
5
InduksjonMagnetisk fluks
A
A
A
B
B
B
Når det magnetiske feltet B varierer over en krum
flate, vil den totale magnetiske fluksen ?B ut av
flaten være flate-integralet av skalarproduktet
av B og den infinitesimale arealvektoren dA.
Valg av positiv omløpsretning og dermed positiv
flatenormal
6
InduksjonGlide-generator og magnetisk fluks
Magnetisk kraft på en ladning q i glideren ab
a
Positiv ladning samles i a, negativ ladning i
b. Dette genererer et E-felt fra a til b.
a

B
x
x
x
x
x
x
A
.
x
x
x
x
x
x
b
-
Pga E-feltet vil en ladning q påvirkes av en
elektrisk kraft fra a til b gitt ved
x
x
x
x
x
x
b
Potensialforskjell fra a til b
Når glideren føres med konstant hastighet v mot
høyre opprettholdes en balanse i
ladningsfordelingen mellom a og b ved at positiv
ladning strømmer fra a gjennom U-lederen tilbake
til b.
7
InduksjonGlide-generator og magnetisk fluks
Magnetisk kraft på en ladning q i glideren ab
a
Positiv ladning samles i a, negativ ladning i
b. Dette genererer et E-felt fra a til b.
a

B
x
x
x
x
A
.
x
x
x
x
b
-
Pga E-feltet vil en ladning q påvirkes av en
elektrisk kraft fra a til b gitt ved
x
x
x
x
b
Potensialforskjell fra a til b
Når glideren føres med konstant hastighet v
opprettholdes en balanse i ladningsfordelingen
mellom a og b ved at positiv ladning strømmer fra
a gjennom U-lederen tilbake til b.
8
InduksjonFaradays lov
Elektromotorisk spenning (ems)
Magnetisk fluks
Faradays induksjonslov
Den induserte elektromotoriske spenningen ? rundt
en lukket sløyfe C er lik minus den tidsderiverte
av den magnetiske fluksen ?B gjennom en flate S
som har C som rand.
9
InduksjonFaradays lov på differentiell form
Elektromotorisk spenning (ems)
Magnetisk fluks
Faradays induksjonslov
Stokes teorem for 3dim vektorfelt
10
InduksjonMaxwells ligninger 1/2
Integral form
Differensial form
Gausss lov for E
Gausss lov for B
Faradays lov
Amperes lov
11
InduksjonMaxwells ligninger 2/
Integral form
Differential form
Gausss lov for E
Gausss lov for B
Faradays lov
Amperes lov
12
END