Visa fråga/svar
Elektricitet-Magnetism [15953]
Fråga:
Hej!
Jag läser sista året på International Baccalaureate programmet i Karlstad, där jag bland annat läser fysik. Just nu designar fysikeleverna egna labbar, där läraren inte tillåts hjälpa till särskilt mycket. Jag valde att undersöka en hemmagjord elektromagnet. Min labb ämnade att undersöka vad som hände med magnetfältet när jag ökade strömmen i magneten. Jag antog att F(Force) skulle öka proportionellt med I(Current), alltså förväntade jag mej en graf med en rät linje. Vad jag istället fick var en exponentiell linje. Jag har frågat min lärare som i sin tur har frågat sina kollegor men ingen kan svara på varför min graf blir exponentiell istället för rät. F tycks alltså öka exponentiellt när jag ökar I. Min lärare tipsade mej om att fråga här, så kan någon förklara hur detta kommer sig vore jag mycket tacksam. Behövs mätdata och detaljerad information om hur labben är konstruerad bifogar jag naturligtvis detta.
/Hanna E, Tingvallagymnasiet, Karlstad
Svar:
Hanna! Om du bara haft en spole i luft så hade kraften varit proportionell mot strömmen I eftersom magnetfältet B hade varit proportionellt mot strömmen. I en elektromagnet har man emellertid även en järnkärna och det gör problemet mycket mer komplicerat, eftersom järnet är ferromagnetiskt, se fråga 12402 nedan.
Järnet har en egenskap som kallas permeabilitet m, som kan ses som en förstärkningsfaktor för magnetfältet. Magnetfältet i en spole ges av
B = mm0NI/L
där N är antal varv hos spolen, L är spolens längd och m0 = 4p10-7 Vs/Am är permeabiliteten för vakuum.
Figuren nedan visar hur magnetfältet (B på y-axeln) varierar med strömmen (I på x-axeln). Permeabiliteten hos järnet varierar alltså med magnetfältet: först ökar permeabiliteten mycket (området 1-2 i figuren nedan) för att vid höga magnetfält (området 3, vid 1-1.5 tesla) bli konstant.
/Peter ESe även fråga 12402
Nyckelord: ferromagnetism [9];
*
Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2022-05-21 17:33:39.
** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora
