Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning 52 frågor/svar hittade Elektricitet-Magnetism [21332] Man ska knyta fast en nål i en sytråd. Sen fäster man den andra änden av sytråden i ett lämpligt objekt. Nu ska man hålla en magnet i närheten av nålens spets så att nålen magnetiseras och sytråden spänns och sedan hettar man upp nålen med en eldslåga från en tändare. Hur kan man beskriva det som händer när nålen magnetiseras och när den hettas upp. Tusen tack på förhand! Svar: När magneten är nära synålen skapas små områden (kallade domäner) i det ferromagnetiska materialet som orienterar sig i samma riktning som det yttre magnetfältet. En del av denna upplinjering finns kvar även när man tar bort magneten. Ferromagnetism beskrivs i fråga 13877 och 12402 . Avmagnetisering Ett sätt (för fler se fråga 20357 ) att avmagnetisera ett magnetiserat järnföremål är att värma det till över curietemperaturen. Curietemperaturen, även kallad curiepunkten, är den temperaturgräns ovanför vilken ett ferromagnetiskt ämne förlorar sina ferromagnetiska egenskaper och uppträder som ett paramagnetiskt ämne. (Curietemperaturen ) Curietemperaturen för järn är 1034 K (761oC), Vilket borde kunna åstadkommas med en tändare. Uppvärmningen får de delvis upplinjerade domänerna att orientera sig slumpmässigt, varvid magnetiseringen upphör. Nyckelord: magnetism [52]; ferromagnetism [9]; Elektricitet-Magnetism [21254] Svar: Enligt Riksbanken (se länk 1) har de giltiga mynten följande sammansättning: 1-krona, 2-krona: Kopparpläterat stål, det vill säga en kärna av stål med ett tunt ytterskikt av koppar. 5-krona:, 10-krona: Legering av koppar, aluminium, zink och tenn. 1-kronan och 2-kronan är alltså ferromagnetiska (innehåller stål). 5-kronan och 10-kronan är inte magnetiska. Din gamla 50-öring måste innehålla en del järn eller nickel om den är magnetisk. Sammansättningen du ger (se även Femtioöringen ) är i så fall ett mysterium. men enligt artikeln finns det flera varianter inklusive en av koppar och nickel (1976–1991). Se även Svenska_mynt#Nya_mynt_oktober_2016 . Nyckelord: magnetism [52]; ferromagnetism [9]; 1 https://www.riksbank.se/sv/betalningar--kontanter/sedlar--mynt/mynt/giltiga-mynt/ Elektricitet-Magnetism [21214] har det något med magnetfält att göra?
Svar: För avmagnetisering av en spik, se fråga 20357 . Nyckelord: magnetism [52]; Elektricitet-Magnetism [21176] Svar: Direkt: med en gaussmeter (kallas även magnetometer) som mäter magnetisk flödestäthet, se Magnetometer . Indirekt: med en dynamometer. En dynamometer mäter kraft och består av en fjäder med en graderad skala, se Dynamometer . För magneter som varierar mycket i storlek eller utseende bör man mäta på pol-ytan (länk 1). Se även länk 1. Nyckelord: magnetism [52]; 1 https://sciencing.com/measure-strength-magnets-7520549.html Elektricitet-Magnetism [20694] Svar: För små rörelser i längdriktningen av gemet kan jag tänka mig att gemet inte flyttar sig på grund av friktion. Friktionskraften (se fråga 16025 ) ökar ju eftersom attraktionen mellan magneten och gemet ökar normalkraften. Nyckelord: magnetism [52]; friktion [53]; Elektricitet-Magnetism [20691] Svar: Om kompassnålen inte är exakt upplinjerad med fältet skapas ett vridmoment (se nedanstående figur från Magnetfält#Magnetiska_vridmoment ). När kompassnålen upplinjerats med fältet är de lika och motsatta krafterna riktade mot rotationscentrum, och kompassnålen pekar stabilt i magnetfältets riktning. Om magnetfältet inte är homogent kommer krafterna inte ta ut varandra utan man får en nettokraft som vill förflytta kompassnålen. Nyckelord: magnetism [52]; Elektricitet-Magnetism [20671] Svar: Om strömmarna går åt samma håll (figuren till vänster) kommer fälten från de båda ledarna att motverka varandra (se ringarna med . och x). Eftersom fälten varierar som 1/(avståndet till ledaren) kommer det resulterande fältet mellan ledarna att bli svagare, men inte noll. Fälten tar alltså inte ut varandra helt utom exakt mitt emellan ledarna. Så långt magnetfältets styrka. Krafternas riktning får du fram genom att (se igen bilden i fråga 17259 ) greppa ledningen, peka tummen i strömmens riktning, räta ut fingrarna och vrid handen så att fingrarna pekar in i eller ut ur figurens plan. Handflatan pekar då i kraftens riktning. Vi ser att parallella strömmar ger attraktion och motsatta strömmar ger repulsion. Krafterna är i båda fallen lika och motsatt riktade i enlighet med Newtons tredje lag, se fråga 15642 . Man kan få samma resultat med ett enklare resonemang som illustreras av den nedersta figuren. Vänstra delen är ledning 1:s cirkulära fält till vilket adderas fältet från ledaren 2 (ej visad). I fallet parallella strömmar försvagas alltså totala B-fältet mellan ledningarna och förstärks bortom. Naturen tenderar att jämna ut detta genom att tvinga ledningarna mot varandra med en kraft. För olika strömriktning är det tvärtom. Detta är analogt med att en bil parkerad i en backe påverkas av en kraft nedåt p.g.a. tyngdkraften. Se även länk 1 och 2. Här är en miniföreläsning om två ledare med ström: Nyckelord: magnetism [52]; 1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/magnetic/magfor.html#c3 Elektricitet-Magnetism [20537] Jag vet att partiklarnas bana böjs och formar en cirkel , vars radie beror av fart, laddning och massa. Jag tänker mig att det inte bara en klump med partiklar utan en ström av partiklar som fördelar sig längs hela cirkeln. Men det jag frågar mig är om det också skapas en ström i denna cirkel och ett magnetiskt fält från den eventuella strömmen. Ett magnetiskt fält som antingen förstärker eller försvagar det ursprungliga magnetiska fältet. Jag undrar förstås om det blir en förstärkning eller försvagning av det ursprungliga magnetiska fältet då. Svar: Om vi utgår från uttrycket för kraften på en strömförande ledare i ett magnetfält (se länk 1) får vi med konventionella beteckningar F = BIL = B(e/T)L = Be(L/T) = Bev där T är tiden det tar för laddningen att fullborda ett varv. Från centripetalkraften kan vi beräkna cirkelbanans radie r: F = Bev = mv2/r dvs r = mv/(Be) Nyckelord: magnetism [52]; 1 https://www.miniphysics.com/motion-of-moving-charge-in-uniform.html Elektricitet-Magnetism [20454] Svar: B2/2m Alltså: ökande B-fält ger högre energi, minskande B-fält ger lägre energi. Om du för ihop en nordpol och en sydpol minskar fältet. Differensen i energi utför arbetet att föra polerna närmare varandra - olika poler attraherar ju varandra. Om du i stället för ihop två lika poler ökar fältet. Du måste själv utföra ett arbete för att föra ihop dem - lika poler repellerar ju varandra. Se även fråga 14865 . Nyckelord: magnetism [52]; 1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/engfie.html Elektricitet-Magnetism [20357] Ursprunglig fråga: Svar: Se även fråga 19827 , 12615 , 6320 och avmagnetisering . Nyckelord: magnetism [52]; 1 https://www.nde-ed.org/EducationResources/CommunityCollege/MagParticle/Physics/Demagnetization.htm Elektricitet-Magnetism [20102] Svar: B = mnI där m är en konstant (permeabiliteten), n antal varv per längdenhet och I är strömmen. För att kunna jämföra olika spolar är det viktigt att strömmen är densamma. Man skulle kunna mäta strömmen med en ampermeter, men seriekoppling av två spolar garanterar att strömmen är densamma. Även om metoden att räkna spik som ett mått på magnetfältet inte är den bästa bör den åtminstone ge ett kvalitativt resultat. Förutsättningen är att spolarnas längd är densamma eftersom n är varv/längdenhet. Nyckelord: magnetism [52]; 1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/magnetic/solenoid.html#c2 Elektricitet-Magnetism [19980] Svar: När det gäller varierande magnetfält är skadligheten åtminstone teoretiskt etablerad eftersom ett sådant kan inducera strömmar i kroppen. Sådana strömmar skulle mycket väl kunna vara skadliga. SSM har utfärdat referensvärden, dvs rekommenderade gränsvärden, se länk 1. Nyckelord: magnetism [52]; MRI [5]; 1 http://www.stralsakerhetsmyndigheten.se/start/Magnetfalt--tradlos-teknik/Referensvarden/ Elektricitet-Magnetism [19837] Ursprunglig fråga: Svar: Nej, det går inte. Visserligen kan man omge en magnet med t.ex. mymetall (se Mymetall ). Mymetallen tvingar magnetfältet att gå genom mymetallen. Detta eliminerar magnetfältet på andra sidan av mymetallen. Ej magnetiserade material (t.ex. gem) påverkas då inte av den skärmade magneten. Problemet är att mymetallen magnetiseras så man får en attraktiv kraft mellan magneten och mymetallen. Detta betyder att man får en attraktiv kraft även om magnetfälten från de två magneterna inte växelverkar direkt. Skillnaden med mymetall är att kraften alltid är attraktiv, alltså även då nordpolerna är vända mot varandra. I det senare fället får man repulsion utan mymetall. Se vidare länk 1. Se även länk 2 från http://www.exploratorium.edu/snacks/magshield/ och http://www.physlink.com/Education/AskExperts/ae512.cfm Nyckelord: magnetism [52]; 1 http://my.execpc.com/~rhoadley/magshield.htm Elektricitet-Magnetism [19827] Ursprunglig fråga: fråga är ställd av en elev i mitt namn. Svar: Det lättaste är nog den första metoden. Man behöver bara en permanentmagnet (så stark som möjligt). 1 Testa att din stålstav påverkas av magneten. Om den inte gör det går den inte att magnetisera. 2 Håll den ena polen (t.ex. S) hos permanentmagneten mitt på stålstaven och dra den utåt kortändan (se nedanstående bild från WikiHow, länk 1). 3 Vänd stålstaven och upprepa processen med den andra polen (N). Repetera punkt 2 och 3 ett antal gånger. Denna procedur bör fungera om man vill magnetisera t.ex. en skruvmejsel så att skruvarna fastnar på den. Magnetiseringen förstörs av stötar, så man kan behöva upprepa processen då och då. För att tillverka starka permanentmagneter krävs lite mer. Den ferromagnetiska metallen upphettas till över curietemperaturen (vid vilken metallens ferromagnetiska egenskaper försvinner, se Curietemperaturen ). Metallbiten utsätts för ett magnetfält (så starkt som möjligt). Temperaturen sänks till under curietemperaturen varvid de upplinjerade magnetiska domänerna fryses. Se även Magnet#Magnetizing_ferromagnets . Nyckelord: magnetism [52]; Elektricitet-Magnetism [19796] Jag söker lite fakta kring magnetism och bränsle (diesel). Det är allmänt känt att ett magnetfält runt en bränsleledning kan förändra bränslets egenskaper till det bättre och det finns en mängd olika magnetfilter att löpa på marknaden. Jag skulle vilja prova att själv skapa ett magnetfät runt en bränsleledning och tydligen så krävs en styrka/effekt (?) på min 500 gauss men hur kan jag översätta det till dragkraft? Alla magneter jag hittar anger bara dragkraft. Vänligen Gunnar Svar: Idén skulle vara att diesel är en blandning av lätta och tunga kolväten. De tunga tenderar att klumpa ihop sig. Detta medför att förbränningen blir ofullständig. Detta innebär dels att verkningsgraden minskar och att man får skadliga partiklar (aerosoler) samt koloxid, kväveoxider och kolväten i avgaserna. På något sätt (dipolära molekyler?) skulle ett magnetfält bryta sönder klumparna. Att ett magnetfält så svagt som 500 Gauss (0.050000 tesla) skulle göra någon nytta är tveksamt. Eftersom vi för magnetism har dipolfält (elektriska fält är monopolfält) at det svårt att bestämma sambandet mellan fältstyrka och kraft, se fråga 15625 . Jag föreslår att du helt enkelt prövar med de starkaste neodymmagneten (Neodymmagnet ) du kan hitta. Nyckelord: magnetism [52]; Elektricitet-Magnetism [19591] Ursprunglig fråga: Svar: Kvantmekanik (se fråga 14754 ) beskriver atomära och subatomära system. Kvantmekanikens förutsägelser vad gäller observerbara storheter utomordentligt exakta, men en djupare tolkning av teorin saknas fortfarande. Einstein kritiserade kvantmekaniken (trots att han var en av upphovsmännen) framför allt för att den är ofullständig. Speciellt att den endast kan förutsäga statistiska storheter: om en atom kan sönderfalla på två sätt kan man bara förutsäga sannolikheten till varje tillstånd - inte vilken väg en individuell atom skall sönderfalla. Här är den välkände fysikern Richard Feynman när han försöker (och misslyckas) förklara magnetism: Lika magnetiska poler stöter bort varandra och olika poler attraherar varandra. Ett sätt att uttrycka detta är att magneterna strävar efter minimal energi. Detta är likt (men lite annorlunda) att en boll du håller i handen har en potentiell energi som kan omvandlas till rörelseenergi om du släpper den. Men, som sagt, det är ingen förklaring, bara en alternativ beskrivning av vad som sker. Se vidare fråga 14849 , 15625 och 13877 . Nyckelord: fysik, förståelse av [17]; magnetism [52]; kvantmekanik [30]; [19388] MvH Fredrik Svar: Nyckelord: magnetism [52]; Elektricitet-Magnetism [18958] Svar: [N S][N S] så blir fältstyrkan samma som för en magnet eftersom S][N helt enkelt tar ut varandra. Om du däremot tvingar magneterna (lika poler repellerar ju varandra) att ligga så här [N S] så blir fältstyrkan större. Om du lägger dem så här [N S] blir magnetfältet utanför magneterna svagare eftersom fältlinjerna sugs in i magneterna. Se även länk 1. Nyckelord: magnetism [52]; 1 http://www.madsci.org/posts/archives/1999-03/922723936.Ph.r.html Elektricitet-Magnetism [18910] Svar: Nyckelord: magnetism [52]; Elektricitet-Magnetism [18769] Svar: De magnetiska fältlinjerna är bara ett hjälpmedel för att vi lättare skall kunna föreställa oss ett magnetfält. Fältlinjens riktning ger magnetfältets riktning i en punkt och tätheten av linjer ger styrkan. Många linjer tätt ihop - starkt magnetfält. En fältlinje kan aldrig sluta - den utgör en sluten sluten slinga. Det betyder att en fältlinje som går in i magneten måste komma ut på andra sidan. Se vidare länk 1 och Magnetic_field#Magnetic_field_and_permanent_magnets . Nyckelord: magnetism [52]; 1 http://www.ndt-ed.org/EducationResources/CommunityCollege/MagParticle/Physics/MagneticFieldChar.htm Elektricitet-Magnetism [18637] Jag har räknat ut strömstorleken mha B*A= flödestätheten
E= N * (delta flödestätheten)/(delta tiden)
I=U/R=E/R
nu är frågan hur jag får ut riktningen.
Vore tacksam för ett utförligt svar snarast. Svar: Vad blir då strömriktningen? Titta på bilden nedan. Tag din högra hand och låt fingrarna peka i strömmens riktning. Tummen pekar då i magnetfältets riktning. Tillämpat på ditt fall med magnetfältet uppifrån och ner går den inducerade strömmen strömmen medurs sett uppifrån. Nyckelord: magnetism [52]; [18023] Tack för att ni svarade min förra fråga på ett tillfredsställande sätt. Här är en annan tankenöt jag har grubblat på: Tänk er två positiva laddningar på ett tåg som åker mycket fort. Enligt min gymnasielärare så kommer två laddningar som rör sig parallellt med varandra att vid en viss hastighet att röra sig mot varandra. Dock ur, säg en passagerares perspektiv, så stöter ju laddningarna ifrån varandra enligt Coulombs lag. Min lärare nämnde också att både passageraren på tåget och åskådaren hade rätt om laddningarnas läge, även fast de motsade varandra. Hur är detta möjligt? MVH Adam Svar: Din nya fråga är betydligt svårare, så jag fick fråga en expert på KTH i Stockholm. Här är hans svar: Man kan nu tycka att två laddningar på ett tåg skulle ge en elektrisk ström och alltså attrahera varandra, men som du påpekar blir detta paradoxalt då man ju kan transformera sig till vilosystemet (tåget) och där finns ingen ström och inga magnetfält utan bara elektrostatisk repulsion. Detta är ett subtilt problem som jag inte har sett särskilt mycket diskussion av i läroböcker, eller annorstädes heller för den delen. Problemet finns alltid när man bara ser till laddningar av ett tecken. Verkligheten är dock elektriskt neutral och har man två laddningar koncentrerade så finns det en motsatt lika stor laddning någonstans. En invariant ström (ström som är oberoende av observatörens hastighet) får man bara när man har relativ rörelse av positiva och negativa laddningar. Den "riktiga" elektriska strömmen ges alltså av relativ rörelse för laddningar av två olika tecken. Om de två laddningarna på tåget kompenseras av lika stor laddning av motsatt tecken som också följer med tåget har man ingen verklig (invariant) ström och fenomenet uteblir. Om däremot den motsatta laddningen är i vila (utanför tåget) så har man relativ rörelse av laddning och invariant ström. Då får man den magnetiska attraktionen som för ihop laddningarna. Så ser i alla fall jag på saken. Hanno Essén
Det är alltså en känt besvärlig fråga. I Wikipedia-artikeln Relativistic_electromagnetism (och andra mer avancerade artiklar som refereras till i introduktionen) visas hur man kan se magnetisk kraftverkan som en relativistisk effekt av den elektrostatiska kraften. Utgångspunkten är elektriska fältlinjer och du kan bara ha elektriska fältlinjer om du har både positiva och negativa laddningar. Tack Hanno för hjälp med svaret! Nyckelord: relativitetsteorin, speciella [45]; magnetism [52]; Elektricitet-Magnetism [18003] Svar: Se en trevlig demonstration nedan: Observera att röret måste vara elektriskt ledande för att virvelströmmar skall kunna uppstå. Röret får inte heller vara av ett ferromagnetiskt material (t.ex. järn), för då skulle magneten fastna i röret. Se vidare Lenz's_law Nyckelord: magnetism [52]; induktion [13]; Elektricitet-Magnetism [17413] Svar: Nedanstående bild från Elektromagnet (Wikimedia Commons ) visar en solenoid (spole) med järnkärna. Som synes är tråden isolerad med ett plastlager. Ibland används bara ett lack som isolering. Nyckelord: magnetism [52]; Elektricitet-Magnetism [17259] Svar: När du sedan sätter ihop de två komponenterna skall du tänka på att den magnetiska polen vid nordpolen faktiskt är en sydpol (se fråga 6104 ), så det jordmagnetiska fältet hos oss går norrut (från N till S). Nyckelord: magnetism [52]; Elektricitet-Magnetism [16775] Ursprunglig fråga: Svar: Magnetic_levitation säger om stabilitet: Earnshaw's theorem proved conclusively that it is not possible to levitate stably using only static, macroscopic, paramagnetic fields. The forces acting on any paramagnetic object in any combination of gravitational, electrostatic, and magnetostatic fields will make the object's position unstable along at least one axis, and can be unstable along all axes. However, several possibilities exist to make levitation viable, for example, the use of electronic stabilization or diamagnetic materials; it can be shown that diamagnetic materials are stable along at least one axis, and can be stable along all axes. Dynamic stability occurs when the levitation system is able to damp out any vibration-like motion that may occur. Man kan emellertid åstadkomma stabila system med lite trick. Ett är att använda meissnereffekten (Meissner_effect ) genom att hålla upp en magnet med en skål av supraledande material, se nedanstående figur (längst ner i svaret) från Wikipedia Commons. Meissnereffekten innebär att alla magnetfält trängs ut ur en supraledare. Magneten vilar alltså på en "kudde" av fältlinjer. Eftersom alla fältlinjer trängs ut har det ingen betydelse hur den svävande magneten är orienterad, och om supraledaren utformas som en skål så ligger magneten stabilt i en "magnetfältsgrop". Se även fråga 498 , länk 1 och Magnetic_levitation_train (Maglev ). Tillägg 18/11/11 För så kallade högtemperatursuperledare som är typ II supraledare kan man få en mycket spektakulär effekt genom en process som kallas flux-låsning (Flux_pinning ). I detta fallet går magnetfältet in i supraledaren men låses fast av defekter i kristallen. Detta gör att den svävande supraledaren låses fast och är i ett stabilt läge nära magneten. Effekten beskrivs i nedanstående video och länk 2: Nyckelord: supraledning [7]; magnetism [52]; 1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/solids/maglev.html#c1 Elektricitet-Magnetism [16259] Svar: Om man delar magneten på längden i stället får man två svagare magneter: Nyckelord: magnetism [52]; Kraft-Rörelse [15982] Ursprunglig fråga: (Finns på youtube under länk 1 - jag har testat och det fungerar även med en mindre vanlig magnet.) Svar: Apparaten (se videon nedan) består av en ränna, ett par starka magneter och några stålkulor. Funktionen är lite relaterad till Newtons vagga, se fråga 11464 . Den fysikaliska grunden är, förutom magnetism, lagarna om energins och rörelsemängdens bevarande. Skillnaden jämfört med Newtons vagga är att den högra kulan (vi refererar nu till bilden nedan) kommer att accelereras mot magnet/stålkule paketet av magneten. Detta innebär att rörelsemängd överföres från den rörliga kulan till det från början stationära paketet kulor/magneter medan kulan rör sig från höger till vänster. I fallet Newtons vagga accelereras den fria kulan av tyngdkraften och ger alltså ingen rörelemängdsöverföring till de stationära kulorna före kollisionen. Magneten behövs alltså för att sätta fart på den högra kulan. Den behövs även för att hålla ihop paketet av kulorna till vänster. Dessa behövs för att ge en stor massa på den från början stationära biten. Ett ytterligare skäl för att ha mer än en stationär kula är att den vänstraste kulan (som flyger iväg) inte får sitta alltför hårt fast. Om den gjorde det skulle den inte kunna flyga iväg. Detta är vad som sker: 1 Den högra kulan rör sig långsamt mot magneterna. 2 När kulan närmar sig magneterna accelereras den mer och mer mot magneterna. För att bevara rörelsemängden kommer de stationära kulorna och magneterna att röra sig lite åt höger. 3 Den högra kulan kolliderar med magneten. Stöten fortplantas genom magneterna och de stationära kulorna. 4 Av samma skäl som för Newtons vagga blir det kulan längst till vänster som tar upp den rörelsemängd som den högra kulan hade vid kollisionen. 5 Lägg märke till att "restpaketet" rör sig lite åt höger efter stöten (till skillnad från Newtons vagga). Anledningen är att kraften som accelererade den högra kulan kom från det från början stationära paketet. "Gauss gun" kan även vara en pistol med ferromagnetisk kula som accelereras med hjälp av varierande magnetfält i ett antal spolar, se Coilgun . Detta är alltså någonting helt annat och mycket farligare än vad som beskrivs ovan. Anledningen till benämningen "Gauss pistol" är naturligtvis att magnetfält är involverade. Se även länk 1. Nyckelord: Newtons vagga [2]; elastisk stöt [12]; magnetism [52]; Elektricitet-Magnetism [15625] Ursprunglig fråga: Svar: Nej, det finns inget motsvarade Coulombs lag för magnetism. Skälet är att ensamma magnetiska monopoler existerar inte - nordpoler förekommer alltid tillsammans med lika starka sydpoler. Se på övre figuren nedan (från länk 1). Där har vi en nordpol (röd) och en sydpol en bit ifrån varandra. Magnetfälten från dessa poler uppför sig på samma sätt som elektriska fält: radiella och avtar med kvadraten på avståndet. Man kan då för varje punkt beräkna fältet från nordpolen (röda pilar) och fältet från sydpolen (blå pilar). Resultanten (summan av de två vektorerna) visas i grönt. Den nedre figuren visar bara de gröna pilarna, som alltså är det resulterande magnetfältet för en dipolmagnet. Om en dipolmagnet befinner sig i ett homogent magnetfält kommer dipolen att utsättas för ett vridmoment men ingen netto-kraft. Anledningen är att nordpolen och sydpolen påverkas av lika men motriktade krafter. Ett exempel är en kompassnål i det jordmagnetiska fältet. Vad händer då när två dipolmagneter kommer nära varandra? Magnet_1 genererar ett fält i magnet_2:s område. Men detta fält är i detta fallet inte homogent, så vi får en nettokraft. Man kan beräkna kraften genom att summera krafterna mellan magnet_1:s poler och magnet_2:s poler. För den enklaste konfigurationen då dipolmagneterna är upplinjerade med avståndet x mellan magneterna med längen L Nyckelord: magnetism [52]; 1 http://www.earthsci.unimelb.edu.au/ES304/MODULES/MAG/NOTES/dipole.html Elektricitet-Magnetism [15255] Två långa raka ledare korsar varandra vinkelrätt. Den lodräta har I=2,5 A, den vågräta I=4,5 A. Emellan ledarna finns en punkt P, som befinner sig 0,05 m från den lodräta och 0,04 m ovanför den vågräta. Vilken blir den resulterande flödestätheten i punkten P? Kan man komposantuppdela flödestäthet eller magnetisk kraft? Jag räknade flödestätheten för varje ledare i P, och fick B1=k*I/r=2*10^-7*2,5/0,05=1*10^-5 T, och B2=2,25*10^-5 T. För att beräkna den resulterande flödestätheten i P använde jag Pythagoras sats, och fick ca 24,6 mikroTesla. Facit fick dock 13 mikroTesla. Vad har jag gjort för fel? Räknar man ut den resulterande flödestätheten på samma sätt som man räknar ut resultanten av krafter; dvs. genom trigonometri? Hur då i så fall?
Svar: Dina beräkningar av magnetfältet från de individuella ledningarna är korrekta. Från B = 2*10-7*I/r får man 10 resp. 22.5 mikrotesla. Problemet är att geometrin är dåligt definierad. Om minsta avståndet mellan ledningarna är 0.04+0.05 = 0.09 m, så är fälten vinkelräta mot varandra. I så fall blir resultanten (ja, du adderar bara magnetfälten som vektorer) 24.6 mikrotesla som du säger. Om däremot ledningarna är i ett plan, så är fälten motriktade eller parallella - vilket beror av strömriktningarna som inte definierade. Det resulterande fältet blir då 22.5-10 = 12.5 eller 22.5+10 = 32.5 mikrotesla. Det första var uppenbarligen det avsedda svaret! Nyckelord: magnetism [52]; Elektricitet-Magnetism [15153] En annan fråga jag har, är om växelström. Vad menas exakt med växelström, att den ändrar riktning hela tiden? Vadå för riktning? I ledaren? Hur kommer den isåfall framåt? Och så en sista grej. En transformator används ju i våra ledningar för att kunna transportera strömmen längra sträckor. Men hur fungerar den i DETALJ. Vad exakt är det som händer? Hur kan det bildas ström i sekundärspolen osv.?? Är jättetacksam för svar! Svar: Induktion nyttjas i exempelvis induktionshällar (fråga 5019 ), mikrofoner (Mikrofon ) och i elektriska generatorer (Generator ). Bilden nedan visar Faradays uppställning (Faraday's_law_of_induction ). Batteriet (längst till höger) ger en ström som går igenom den lilla spolen (A). Strömmen skapar ett magnetfält i spolen. Om spolarna står stilla händer ingenting, men om man rör den lilla spolen in och ut ur den stora spolen (B), så ändras magnetfältet i den stora spolen och en ström induceras i kretsen kopplad till spole B. Strömmen detekteras med en galvanometer (G). Här är några demonstrationer av induktion: Växelström växlar hela tiden riktning i ledningen. För många apparater har riktningen ingen betydelse (t.ex. glödlampa, värmeelement). För andra apparater (t.ex. en dator) måste man likrikta och göra spänningen konstant. Observera att medelströmmen vid sinusformad växelström är 1/sqrt(2) av toppvärdet. Man använder en transformator för att få en hög spänning som ger mindre resistansförluster. Den transporterade effekten är P = U*I dvs I = P/U Resistansförlusterna om ledningens resistans är r blir Pr = r*I2 = r*(P/U)2 För givet P och r minskar alltså resistansförlusterna med ökande U. Stömmen i sekundärspolen genereras av det varierande magnetfältet som leds till sekundärspolen av en järnkärna. Nyckelord: resistansförluster [2]; magnetism [52]; induktion [13]; 1 http://www.school-for-champions.com/science/electrical_generation.htm Elektricitet-Magnetism, Energi [14865] Frågan handlar om energi och magnetism. Frågan: Jag lägger en magnet på en skiva. Under skivan lägger jag en järnbit. Järnbiten kommer att dras upp till magneten. Det blir en viss rörelseenergi som omvandlas till lägesenergi. Enligt min lärare så kommer magneten förlora sin kraft med tiden. Det är enligt honom källan till energin som drar upp järnbiten och han menar att det när den här kraften är borta så har vi samma energi som tidigare.
Vad jag hävdar är att magneten förlorar sin kraft även om den inte skapar lägesenergin och därför så kan jag inte säga att jag är nöjd med det svaret.
Frågan är alltså vilken energi som omvandlas till lägesenergi. Snälla svara så fort som möjligt! Svar: Nej, magneten förlorar mycket lite kraft genom att dra åt sig järnbiten. Det är helt enkelt en fråga om "lånad" energi. När järnbiten sitter fast på magneten är den bunden och systemet har lägre energi är systemet magnet - järnbit långt ifrån varandra. Observera att magnetfältet inte utför något arbete när järnbiten sitter stilla under skivan (arbete är ju kraft*väg). Fysiker skulle säga att järnbiten befinner sig i en potentialgrop. Bindningsenergin magnet - järnbit frigöres när man låter dem komma närmare varandra. Denna energi kan t.ex. frigöras i form av värme när magneten och järnbiten kolliderar med varandra. Om du sedan vill separera magneten och järnbiten igen så får du utföra ett arbete - kraften*sträckan (lite komplicerat att beräkna eftersom kraften inte är konstant). Problemet är fysikaliskt helt ekvivalent med en rymdprob som binds av gravitationsfältet från en planet eller en fri elektron som fångas in av en atom: summan av lägesenergi och rörelseenergi är konstant. När den ena ökar så minskar den andra med samma belopp. Nyckelord: arbete [24]; magnetism [52]; Elektricitet-Magnetism [14849] Svar: Svenska Wikipedia definierar magnetism som Magnetism ett fenomen med vilket ett material utövar attraktiva eller repulsiva krafter på andra material. Det finns ett antal välkända material som har lätt påvisbara magnetiska egenskaper såsom kobolt, järn och nickel, vilka alla är ferromagnetiska. Dock påverkas i större eller mindre grad alla material av magnetfält. Magnetismen kan ytterst härledas till elektriska laddningar i rörelse. Ordet Magnetism kommer från Magnesien i dagens Grekland där man hittade de första magnetiska materialen. Nyckelord: magnetism [52]; Elektricitet-Magnetism [13877] Detta fenomenet uppsår endast om man har hela järnkärnor; om man placerar ett flertal små brickor utslagna i valsad plåt, med samma bredd som en hel järnkärna, mellan magneterna uppstår det ingen attraktion. Varför? Ett annat fenom jag undrat över är magnetfältet utformning. Om man placerar järn mellan två motriktade järnkärnor så leds magnetfältet radialt ut ur järnkärnan, dvs magnetfälet pressas ur järnet i en båge för att återvända in i sydpolen. Varför? Svar: Med två nordpoler mot varandra får man mycket riktigt repulsion. Om man sätter in en järnbit får man nedanstående situation:
N och de inducerade s kommer att ge attraktion. n-n i mitten ger visserligen repulsion, men järnbiten hålls samman av de normala atomära krafterna. Vi får alltså nettoattraktion. I det andra fallet nedan med två järnbitar får man exakt samma konfiguration av nordpoler och sydpoler, men de mittersta n-n hålls nu inte ihop. Du kommer nu att få en nettorepulsion mellan de två permanentmagneterna.
Om jag förstår sista delen av frågan rätt så frågar du varför fältet i en järnbit mellan två nordpoler "flyr" ut ur järnet. Det är för att lika fält repellerar varandra, se två motriktade nordpoler i länk 2. Nyckelord: magnetism [52]; ferromagnetism [9]; 1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/solids/ferro.html Elektricitet-Magnetism [13822] Svar: Maxwells ekvationer (se bilden nedan och länk 1) sammanfattar de klassiska egenskaperna av elektromagnetism på ett utomordentligt kompakt sätt. Matematiken är inte helt lätt, men alla måste ändå slås av skönheten i dessa fyra ekvationer (i ordning uppifrån och ner): Gauss lag för elektricitet Den sista ekvationen är även grunden för elektromagnetisk strålning. Vad gäller magnetiska monopoler (Magnetic monopole ) så är det mycket möjligt att de inte existerar. Ett skäl är att de om de existerade borde vara ganska lätta att detektera, men man har inte sett några indikationer i något experiment (Magnetic Monopole Searches ). Om magnetiska monopoler existerar måste naturligtvis den tredje ekvationen nedan modifieras. Nyckelord: magnetism [52]; magnetisk monopol [4]; Maxwells ekvationer [3]; #ljus [63]; 1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/maxeq.html Elektricitet-Magnetism [12740] Svar: En stavmagnet kan man tillverka genom att lägga en järnstav i ett redan existerande magnetfält - t.ex. en stor permanentmagnet (som du vet är ju jorden själv är en jättestor, men rätt svag, magnet!) eller en elektromagnet (se Elektromagnet , dess magnetfält uppstår när en ström går genom en ledare, och försvinner när man slår av strömmen). Som du påpekar pratar vi om att magneter har två poler - nord och syd. Det betyder inte att det är någon "inre" skillnad på järnatomerna i nord- och sydändan, utan det man vill uttrycka med de olika namnen är i stället att magnetfältet som omger magneten har en viss riktning - det lämnar magneten vid nordpolen och kommer tillbaka in i sydpolen - se bilden nedan! Fundera på: vad händer om vi delar en stavmagnet på mitten i två delar? Får vi en nordpol och en sydpol, eller två kortare stavmagneter? Nyckelord: magnetism [52]; Avancerad sökning på 'stavmagnet' i denna databas Elektricitet-Magnetism [12632] En U-formad magnet är placerad på en våg. En rak ledare är fast monterad med hjälp av stöd som ej berör vågen.
När Ledaren L ej är strömförande visar vågen 435,8g. När en viss ström flyter genom L, visar vågen 438,0g. A) Åt vilket håll flyter strömmen?
B) Hur stor kraft verkar på ledaren? Det hela sett från sidan (starkt förenklat): I I
I o I
I I
I-----I
*********
* våg *
O = ledaren och I:na och ---- är ett försök till en U-magnet. Oavsett om tummen pekar inåt eller utåt tycker jag att mina fingrar pekar åt höger- hur blir det någon skillnad?
Tack på förhand! Svar: Använd din vänstra hand för att illustrera vad som händer. Spreta med fingrarna så att tummen, pekfingret och långfingret bildar räta vinklar med varandra. Om långfingret pekar i strömmens riktning så går magnetfältet längs pekfingret. Tummen visar nu åt vilket håll kraften F är riktad.
Titta på bilden nedan (hämtad från Länk 1). Hur ska vi nu tillämpa detta på problemet med magneten, ledaren och vågen? Enligt problemtexten ger vågen större utslag när strömmen går genom ledaren - magneten påverkas alltså förutom tyngdkraften av ytterligare en kraft i nedåtgående riktning. Det är naturligt att anta att ledaren då utsätts för en kraft med samma storlek men motsatt riktning - alltså uppåt. Vad säger detta om åt vilket håll strömmen i ledaren går? Jo, ledaren befinner sig ju i magnetfältet från den U-formade permanentmagneten. Detta fält går ju (definitionsmässigt) från N till S - från vänster till höger i bilden. Nu kan vi använda oss av Flemings fingerknep: låt vänstra handens tumme peka uppåt. Nu är det dags att orientera pekfingret längs permanentmagnetens fältlinjer, från N till S. Långfingret pekar då i strömmens riktning - ut från pappret som du ritat bilden. Hur stor är nu kraften? Jo, den motsvarar ju den skenbara massökningen hos permanentmagneten som vågens utslag visar - dvs den kraft som gravitationen påverkar en massa på 438,0 - 435,8 = 2,2 g med. F = m*a ger F = 0,0022 [kg] * 9.81 [m/s^2] = 0.021582 newton.
Se länk 1 nedan för en sammanfattning av några vanliga frågor kring magnetism (bilden på Flemings regel är hämtad därifrån).
Nyckelord: magnetism [52]; Elektricitet-Magnetism [12615] Svar: Se även fråga 807 Nyckelord: magnetism [52]; Elektricitet-Magnetism [12583] Svar: Magnetfältet bildas alltså av strömmar som uppstår i den flytande järnkärnan som finns i jordens centrum. Om du har en ström som går i en cirkulär slinga, så får du ett magnetfält vinkelrätt mot slingans plan. Riktningen ges av högerhandsregeln. Observera alltså att det är inte en permanentmagnet eftersom temperaturen i centrum (c:a 4000oC) är mycket högre än maxtemperaturen för ferromagnetism (Curie-temperaturen). Nyckelord: magnetism [52]; jordens inre [14]; jordens magnetfält [22]; Elektricitet-Magnetism [12402] Svar: Av rena metaller är det endast järn, nickel och kobolt som är ferromagnetiska. Gadolinium är precis på gränsen att vara ferromagnetiskt vid rumstemperatur. En lista på ferromagnetiska material finns här: Ferromagnetism . De magnetiska egenskaperna har att göra med elektronstukturen. De 6 (Fe), 7 (Co) eller 8 (Ni) 3d elektronerna växelverkar och kvantmekaniska utbyteskrafter skapar vad man kallar för domäner (områden med magnetiseringen i samma riktning). Detta kallas ferromagnetism. Ett yttre magnetfält, t.ex. från en spole med en ström, förstärks av ett ferromagnetiskt material eftersom de urspungligen slumpmässigt orienterade domänerna ställer in sig i magnetfältets riktning, se nedanstående bild. Ju fler och större domäner som riktar in sig efter spolens magnetfält, desto starkare blir det resulterande magnetfältet. Man kan tycka det är konstigt att neodym (se Neodynium ) inte finns på listan av ferromagnetiska ämnen - neodym-magneter är ju de starkaste permanentmagneterna. Anledningen är att magneterna inte är rent neodym utan föreningen Nd2Fe14B, som faktiskt innehåller mest järn. Se vidare den utmärkta HowStuffWorks-artikeln (på engelska) under länk 1 och 'magnetism hos olika ämnen' i Nationalencyklopedin .
Se även fråga 1506 Nyckelord: magnetism [52]; ferromagnetism [9]; Elektricitet-Magnetism [12135] Svar: Nyckelord: magnetism [52]; Elektricitet-Magnetism [6104] Svar: Nyckelord: magnetism [52]; jordens magnetfält [22]; Elektricitet-Magnetism [8876] Svar: Se även fråga 2421 Nyckelord: magnetism [52]; ferromagnetism [9]; Elektricitet-Magnetism [7156] Svar: Två parallella ledare dras mot varandra om strömmen genom dom går åt samma håll. Går den åt olika håll, stöts de ifrån varandra. Detta kan inte förklaras på något enkelt vis, det är en fundamental egenskap hos naturen. Alltid när man har med magnetism att göra, kan man beskriva fenomenet som orsakat av strömslingor. Har vi en elektromagnet, är det ju uppenbart var vi har strömslingan, i andra sammanhang är det fråga om atomära strömslingor. Bilden nedan visar ett antal exempel på magnetfält. Nyckelord: magnetism [52]; Elektricitet-Magnetism [1506] Svar:
Järnet i jordens inre är inte ferromagnetiskt, temperaturen är alldeles
för hög där (över den s.k. Curie-punkten 768oC, Curie_temperature ). Jordens magnetfält beror snarast på, att det inre är
elektriskt
ledande. Elektriska strömmar i kärnan ger upphov till magnetfältet, som
varierar med tiden, beroende på konvektionsströmmarna i manteln. Sydpol
och nordpol kastas om flera gånger på en miljon år. Nyckelord: magnetism [52]; jordens magnetfält [22]; ferromagnetism [9]; Elektricitet-Magnetism [6320] Varför blir järnföremål, t,.ex en spik, magnetiska när de kommer i
kontakt med parmanentmagneter? Svar: Om man lägger spiken mot en magnet, kommer magnetfältet att gå genom spiken.
En del av domänera i spiken kommer att ställa in sig efter det yttre fältet.
Tar man sedan bort spiken, kommer en del av domänerna att behålla den nya
riktningen. Spiken har blivit (en ganska dålig) magnet. Se även fråga 361 Nyckelord: magnetism [52]; Elektricitet-Magnetism [6121] Svar: Som exempel kan nämnas att de jordmagnetiska fältet har en flödestäthet av ungefär 0.0001 T, mättnadsfältet i järn är ungefär 2 T och med supramagnetiska lindningar kan man åstadkomma 10 T. På neutronstjärnor har man mätt flödestätheter på över 1000000000000 T. Se även fråga 3122 Nyckelord: magnetism [52]; 1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/magnetic/hall.html#c3 Elektricitet-Magnetism [3122] Svar: Se även länk 2. Nyckelord: magnetism [52]; Illustrerad Vetenskap [17]; 1 http://www.ru.nl/hfml/research/levitation/ Elektricitet-Magnetism [2421] Svar: Bilden nedan visar magnetfälten för en ensam permanentmagnet, två magneter med olika poler mot varandra och två magneter med lika poler mot varandra. Se även fråga 1012 Nyckelord: magnetism [52]; Elektricitet-Magnetism [2720] Svar: Mymetall är en nickel-järn legering (med ungefär 77% nickel, 16% järn, 5% koppar och 2% krom eller molybden) som kännetecknas av sin höga magnetiska permeabilitet. Dess höga permeabilitet gör mymetall mycket effektivt till att skärma av statiska eller lågfrekventa magnetfält, som inte kan dämpas med andra metoder (mymetall ). Bäst skärmning får man om behållaren är helt sluten, men ofta är det inte praktiskt möjligt. Den vanligaste situationen är, att man vill skydda något (till exempel en fotomultiplikator) från yttre, störande magnetfält. Då måste ju ljus kunna komma in i ena änden, och ledningarna komma ut i den andra. Man omger fotomultiplikatorn med ett rör av mymetall. Lite magnetfält kan då läcka in i ändarna. Formen har ingen betydelse om skärmningen är sluten. Skyddet få inte vara alltför tunnt, men det är ingen vinst med att göra det mycket tjockt, ett par mm räcker. Vill man skärma starka magnetfält effektivt bör man ta flera tunna isolerade lager hellre än ett tjockt. Nej, det är inte möjligt att skärma av bara den ena polen. Kraftlinjerna bildar ju slutna slingor. Ett alternativ som används för att bli av med magnetfältet utanför moderna MR-kameror (magnetresonans, MRI) är aktiv kompensation. Man mäter helt enkelt ströfältet och tar bort det med små elektromagneter. Nyckelord: magnetism [52]; Materiens innersta-Atomer-Kärnor, Universum-Solen-Planeterna [719] Svar: Från mv2/r = Bev och T = 2p r/v = 1/f härleds lätt cyclotronfrekvensen (antal varv per sekund) f = Be/(2p m). Övriga beteckningar: Så länge massan inte ändras (dvs så länge vi inte behöver ta hänsyn till relativitetsteorin) är cyklotronfrekvensen oberoende av avståndet från centrum r. Se vidare Cyclotron . Nyckelord: accelerator [7]; magnetism [52]; Elektricitet-Magnetism [498] Svar: Nyckelord: supraledning [7]; magnetism [52]; Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar. ** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
|
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar.