Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

6 frågor/svar hittade

Elektricitet-Magnetism [17010]

Fråga:
Hej! Vi är tre grabbar som gör projektarbete i fysik där vi ska göra en högtalare och alla dess komponenter.

Egentligen är min fråga rent teoretisk, vi undrar om det möjligen finns ett samband mellan spänningen/strömmen som skapas i spolen och de(n) frekvens(er)som kan skapas av membranet.

Vi har själva försökt att hitta ett samband på detta sätt: U=Spänning I=Ström Z=Impedans C=Kapacitans f=frekvens

1. U=Z*I --> Z=U/I 2. Z=1/(2*pi*f*C)

Dessa två ekvationer slår vi ihop och får ut frekvensen i denna formel: f=I/(2*pi*f*C)

Vår fråga är helt enkelt: Är vår formel möjlig, eller finns det någon annan formel som kan ett samband mellan spolens spänning/ström och frekvensen?

Mvh//Sepehr,Max och Wille
/Sepehr Y, Kärrtorps gymnasium, Stockholm

Svar:
Sepehr, Max och Wille! Jag tror ni har missuppfattat en del. Låt oss börja från början.

Ohms lag ger ett samband mellan ström och spänning för likström:

U = R*I

Proportionalitetskonstanten R kallas resistans. Resistansen beror av materialet. Vissa material (metaller) har liten resistans och vissa (isolatorer) har hög resistans, se fråga 4267 .

Om man i stället har växelström med frekvensen f = w/2p där w är vinkelfrekvensen (i radianer/sekund) blir det lite mer komplicerat. Om kretsen förutom en spänningskälla innehåller motstånd (R), kondensatorer (kapacitans C) och spolar (induktans L), så måste man ta hänsyn till att spänningen i en kondensator ligger efter strömmen och i en spole ligger före strömmen. Detta hanterar man med att införa en komplex (innehåller i) resistans som kallas impedans (betecknas vanligen Z i stället för R), se j-omega-metoden .

Ett alternativ till den komplexa metoden är att använda visardiagram, se nedanstående bild från Reaktans . Om man har både induktans och kapacitans börjar man med att räkna ut den resulterande reaktansen (induktans + kapacitans, se fråga 12160 ). Denna vektor (som pekar uppåt eller neråt i diagrammet) sammansätts sedan med resistansen (som pekar åt höger) för att ge en total impedans för kretsen. Vinkeln mellan impedansvektorn och x-axeln kallas fasförskjutning q.

Effektutvecklingen i kretsen blir

P = Ue*Ie*cos(q)

där Ue och Ie är effektivvärden.

Detta är ganska komplext (i dubbel mening), men för ert projekt räcker det att ni förstår att högtalaren innehåller en spole, så "motståndet" i er krets kommer att vara frekvensberoende. Detta är en del i den "respons-kurva" (ljudvolym/volt input) som funktion av frekvensen. Respons-kurvan innefattar inte bara den elektriska impedansen utan även hur effektivt ljudet genereras. Det finns mycket omfattande dokumentation om detta i Loudspeaker .

Lägg emellertid märke till att frekvensen w inte är något som kretsen skapar, den kommer från spänningen från förstärkaren med vilken ni driver högtalaren.



/Peter E

Nyckelord: impedans [3]; induktans [6]; resistans [11];

*

Elektricitet-Magnetism [15614]

Fråga:
Hej Jag heter sandra ottosson och läser fysik B på gymnasiet. Vi gjorde en undersökning idag om induktans. Vi beräknade induktansen till 53kH (henry). När vi sedan utnyttjade spolens mätbara geometriska egenskaper uppskattades induktansen till 0,2mH. Vad kan denna enorma skillnad bero på?

Jag misstänker att ett av svaren är "fel" men endå rätt. dvs. Jag har ju räknat ut induktansen på två olika sätt men endå fått en så stor skillnad.

Jag hoppas att ni förstår frågan och att ni kanske kan hjälpa mig?

Jag undrar även hur man bäst förklarar för någon som inte förstår vad självinduktion och induktans är för något. Hur man definierar dessa begrepp?

Jag skulle även vilja fördjupa mina kunskaper om inducerad elektromotorisk spänning för jag förstår inte riktigt det efter att min lärare har försökt förklara för mig. (jag vill lixom inte fråga för många gånger heller)

Jag hoppas att ni kan hjälpa mig med dessa tre frågor och jag ser fram emot ett svar =)
/sandra o, Haganässkolan, Älmhult

Svar:
Hej Sandra! Du har inte talat om hur spolen ser ut, så jag kan inte säga exakt vad induktansen bör vara. Jag misstänker emellertid att du glömt bort inflytandet från järnkärnan som antagligen finns i spolen. Uttrycket för induktansen ges under länk 1 där du kan skriva in spolens mått och direkt få ett värde på induktansen, se figuren nedan.

Induktansen L ges alltså av

L = mr*m0*N2*A/l

där symbolerna definieras i figuren nedan. Vi får alltså

L = mr*4*p*10-7*N2*A/l

Med måtten i nedanstående figur blir induktansen (använd alltid endast SI enheter!):

L = 200*4*p*10-7*2002*0.012*p/0.10 = 0.03158 H = 32 mH

Jag misstänker alltså att du glömt den relativa premeabiliteten för järnkärnan. Detta ger en faktor c:a 200, så dina 0.2 mH blir 40 mH, vilket är mycket rimligare. Din mätning gav 53 kH, men det verkar vara ett alldeles för stort värde. Är du säker på att det inte blir 53 mH? Det skulle i så fall stämma utmärkt med uppskattningen ovan.

Relativa permeabiliteten för ett antal ämnen finns här: Permeability_(electromagnetism) .

Hör gärna av dig och berätta om du blev nått klokare!



/Peter E

Nyckelord: induktans [6]; induktion [13];

1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/indsol.html

*

Elektricitet-Magnetism [12160]

Fråga:
Vad är reaktans för något?
/Sabina S, Komvux, Enköping

Svar:
Kapacitans är ett mått på förmågan att lagra elektrisk laddning hos komponenter med ett linjärt förhållande mellan den lagrade laddningsmängden och spänningen över komponenten. Kapacitans är definierad som förhållandet mellan laddningsmängden Q och spänningen över kretsen U. Vanligtvis används symbolen C för kapacitans. Se vidare Kapacitans .

En elektrisk ström som flyter genom en krets orsakar ett magnetiskt fält och därmed ett magnetiskt flöde genom kretsen. Förhållandet mellan det magnetiska flödet och strömstyrkan kallas induktans eller mera korrekt kretsens självinduktans. Vanligtvis används symbolen L för induktans. Se vidare Induktans .

Reaktans är den del av impedansen för en växelströmskrets som beror av kretsens induktans och kapacitans, men inte av dess resistans. För mer information se växelström i Nationalencyklopedin , Reaktans eller någon fysikbok. Se även fråga 17010 .
/Peter E

Nyckelord: impedans [3]; induktans [6];

*

Elektricitet-Magnetism [8901]

Fråga:
Har en rak enkel ledare en induktans ?
/Per-Erik Ö, Älvsbyns Gymnasium, Älvsbyn

Svar:
Kring en rak ledare finns ett magnetiskt fält med cylindersymmetri. Fältstyrkan är proportionell mot strömmen. Ökar vi strömmen, ökar vi också magnetfältet, och till det går det åt energi. Det är just detta fenomen vi kallar induktans. Svaret är alltså ja.
/KS

Nyckelord: induktans [6];

*

Elektricitet-Magnetism [3205]

Fråga:
Jag undrar var ifrån induktansens enhet 1 henry, kommer från. Tacksam för svar! Linda
/Linda B, Ådalsskolan/Komvux, Kramfors

Svar:
Joseph Henry var en amerikansk fysiker som levde 1797 - 1878, se Joseph_Henry . Bland annat konstruerade han de första praktiskt användbara elektromagneterna och en av de första telegraflinjerna (1831). Enheten henry (H) är uppkallad efter honom. Värden på induktanser är vanligtvis ganska små givna i H, så man använder ofta enheten mH (0.001 H) som är uppkallad efter Josephs son .

Om du vill veta mer, läs i Sten von Friesens bok Om mått och män
/KS

Nyckelord: induktans [6];

*

Elektricitet-Magnetism [3337]

Fråga:
Om man drar ström genom en drossel och bryter strömmen kommer drosseln fortsätta driva denna ström m.h.a den lagrade energin i järnkärnan. Om man ersätter drosseln med en luftlindad spole med samma induktans vill spolen fortfarande driva samma ström vid frånslag, med skillnaden att det inte finns någon kärna med lagrad energi. Ändringen av magnetfältet är ju samma med eller utan kärna, men kärnan håller ju tillhanda energi. Luften kan ju inte hålla ett magnetfält vid frånslag av strömmen. Båda spolar kommer inducera en spänning motsvarande -L * di / dt. Min fråga är: Kommer den luftlindade spolen att orka driva samma ström vid frånslag när den inte har någon energi lagrad (i en järnkärna)? Kärnan håller ju kvar energi, i luften är magnetfältet momentant och försvinner vid frånslag. Tack på förhand.
/Andreas K, Ingenjörsskolan KTH Kista (inte gymnasium), Kista

Svar:
Ett magnetfält innehåller energi också i vakuum, så om spolarna har samma induktans, har de i princip samma elektriska egenskaper. Skillnaden är att spolen med järnkärna kan göras mindre på grund av effektivare energilagring. 
/KS

Nyckelord: induktans [6];

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7203 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-11-19 11:33:22.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.