Nikolai Tesla och övergången till växelström
|
|
- Erika Ekström
- för 7 år sedan
- Visningar:
Transkript
1 Nikolai Tesla och övergången till växelström
2 Jag påminner lite om förra föreläsningen: växelström har enorma fördelar, då transformatorer gör det enkelt att växla mellan högspänning, som gör det möjligt att transportera ström långa sträckor, och mycket lägre spänning, som gör det möjligt att bygga apparater som är relativt säkra. Problemet var bara, att fram till 1885 hade ingen kunnat bygga en växelströmsmotor, vilket var nödvändigt om växelströmmen skulle kunna utnyttjas för annat än värme och glödlampor.
3 Vid den tiden utkämpades strömmarnas krig, då Edison tillgrep alla möjliga medel och några därutöver för att försvara sin investering.
4 Nu började en kamp mellan Edison och Westinghouse. Westinghouse insåg fördelarna med växelström och köpte patentet för transformatorn. För att bemöta denna utmaning tillgrep Edison de mest hänsynslösa och skandalösa metoder, inklusive att få dödsstraffet i vissa delar av USA att utföras med växelström.
5 När sedermera Tesla uppfann växelströmsmotorn var växelströmmens fördelar så uppenbara att enbart dödsstraffet i vissa delar av USA påminner om strömmarnas krig. Chicagoutställningen, 1893, innebar elektricitetens och växelströmmens genombrott.
6 De nya elektromagnetiska och elektromekaniska uppfinningarna hittar ni som skulpturer invid taket i Fürstenbergska galleriet i Göteborgs Konstmuseum. (byggt c:a 1920)
7 Nyckeln till användbarheten av elektriciteten var Nikolai Teslas uppfinning av växelströmsmotorn, Den är faktiskt mekaniskt enklare än likströmsmotorn, men bygger intimt på elektromagnetisk induktion, vilket gör den mer svårförståelig.
8 Elektromagnetisk induktion Elektromagnetisk induktion är nyckeln till alla elektromekaniska tillämpningar!
9 Vi ska nu gå igenom hur Teslas växelströmsmotor fungerar. Det är en elegant tillämpning av elektromagnetisk induktion. Vi börjar dock med att påpeka att strömmen i våra elektriska ledningar fram till hushållen är s.k. trefas. Det kommer alltså fram tre ledningar och en nolla, vilket är praktiskt av flera skäl. I vårt fall förenklar det helt enkelt diskussionen om växelströmsmotorn.
10 Trefasgeneratorn:
11 Nu gör vi en liknande konstruktion för att utnyttja ström för att utföra arbete, istället för tvärtom. Alltså, vi har tre elektromagneter monterade runt en cylinder. Genom att tillföra el i trefas, skapar man ett roterande magnetfält i området mellan de tre magneterna, som visas i följande bilder.
12 B A
13
14
15
16 Man placerar nu en roterbar järncylinder i detta område. Det roterande magnetfältet skapar ett elektriskt fält runt riktningen som motsvarar förändringen i magnetfältet med tiden, alltså vinkelrätt mot magnetfältet.
17 B Man placerar nu en järncylinder i detta område. Det roterande magnetfältet skapar ett elektriskt fält runt riktningen som motsvarar förändringen i magnetfältet med tiden, alltså vinkelrätt mot magnetfältet.
18 B t B Magnetfältets ändring i tid skapar en ström som beskrivs av högerhandsregeln enligt Faradays lag.
19 B ind B t B Denna ström, som därför uppstår i järncylindern, ger upphov till en inducerad magnetisering som är vinkelrät mot det externa fältet, vilket då vrider järncylindern.
20 Det externa magnetfältet från de tre spolarna är alltså alltid riktat väsentligen vinkelrätt mot magnetiseringen i järncylindern och ger då ett vridmoment till denna.
21 B ind B t B
22 Här är Teslas första växelströmsmotor
23 Vi har nu skissat färdigt de teknologiska framstegen som till slut ledde fram till den praktiska förankringen av växelströmmen ungefär vid sekelskiftet. Vi tar nu upp en annan tråd, vilken är den matematiska förståelsen för elektromagnetism, som till slut gjorde Newtons världsbild ohållbar.
24 Maxwell och hans ekvationer Eftersom det är min avsikt i denna kurs att studera utvecklandet av vårt vetande, och inte fokusera på teknikhistoria, återgår vi nu till en detaljerad beskrivning av induktionsfenomenet. Vi börjar med Lorentz-kraften, vad den är och vad den innebär för elektromagnetism.
25 Som jag beskrev tidigare upptäckte Ampère att två parallella ledare med ström attraherar varandra. 1amp 7 F=2 10 Newton 1amp 2 amp Vi ritar om Ampères experiment och fokuserar enbart på de två ledningarna.
26 Ampères experiment visar att två ledare med ström i samma riktning attraherar varandra. Dock är en stillastående laddning bredvid opåverkad. F v B Q
27 och den närmare laddning är nedan F F B rakt ner v v Lorentzkraften, den kraft som ett magnetfält ger till en laddning som har en riktning enligt följande konstruktion. Höger hands fyra fingrar pekar i riktningen av laddningens hastighet. Man för fingrarna sedan mot magnetfältets riktning. Tummen pekar i kraftens riktning. Och det visar sig att kraftens storhet är qvb.
28 F v B (E + v c B ) F = q
29 x Fe L V Φ = BLx Vi gör nu ett tankeexperiment. Vi har en fyrkantig ledare, vars ena ända är ligger tvärs ett magnet fält. Vi drar ut ledaren. Kraften på en laddning q på kortändan blir qvb och längden under vilken kraften verkar är L. Därför blir den elektriska energin lika med F L = qvlb. Energin per enhet laddning är potentialskillnaden i volt så φ = vlb. Den totala arean inuti ledaren i vilket det finns magnetfält är Lx. Den totala arean som innehåller magnetfältet gånger själva magnetfältet kallas för flux = Φ. Vi får därvid resultatet att skillnaden i fluxet ger upphov till en potentialskillnad. Detta är Faradays lag. Faradays lag kan också skrivas så här: Φ t = BL x t = BLv = φ
30 James Clerk Maxwell,
31 Maxwell funderade på många saker, men i synnerhet på de matematiska förhållandena som Faraday upptäckte, d.v.s. hur magnetfält och elektriska fält påverkar varandra. Han lyckades förena Faradays, Gauss, Biot-Savarts och Ampères lagar c:a 1855.
32 För att förstå vad han gjorde, försöker jag ge en ungefärlig beskrivning av de termer som var kända och matematiskt preciserade. E beskriver hur mycket E strålar Vi kan uttrycka Gauss lag enligt följande: Hur mycket det elektriska fältet strålar beror på laddningen. E = 4πρ
33 E beskriver hur mycket E cirkulerar Faradays induktionslag berättar hur ett varierande magnetfält genom ett område gör att ett elektriskt fält som följer omkretsen av detta område uppstår. Maxwell sammanfattar då Faradays lag med E = 1 c B t
34 i = ström Ampères lag säger att magnetfältet B=magnetfält cirkulerar runt en ström. Maxwell sammanfattar detta med en liknande ekvation: B = 4π c J
35 Till slut noterar Maxwell att i motsats till det elektriska fältet, strålar det magnetiska aldrig. Det finns med andra ord aldrig en sydpol utan en nordpol. Om man delar en magnet, kan man aldrig bara få en av polerna. Detta beskrivs enligt följande: B = 0
36 Maxwell sammanfattar alla dessa ekvationer (1855) E = 4πρ B = 0 Gauss Ampere s E = 1 c B t Faraday B = 4π c J Ampere s Tyvärr är de inte konsistenta, vilket han funderar på i 9 år innan han finner svaret.
37 Vi börjar med en film som illustrerar Ampères lag Ampères lag säger att magnetfältet runt ringen ger strömmen genom en yta som sträcker sig över ringen. Detta fungerar hur man än definierar ytan i denna bild.
38 Vad händer om vi försöker använda Ampères lag, om vi använder oss av en ledning som avslutas med ett klot, där laddningen kan ackumuleras istället för att ledningen bara fortsätter.
39 Skall Ampères lag användas som tidigare, så här?
40 Eller så här? I detta fall fungerar ju inte Ampères lag!
41 Maxwells snilleblixt: E t J Maxwell fixar Ampères ekvation så att räkneytan inte spelar roll. Med hjälp av Gauss lag blir bidraget t.v. E t
42 Maxwell kompletterar därigenom de tidigare ekvationerna genom att lägga till denna term, som leder till Maxwell-ekvationerna (1864) som fullständigt* beskriver elektromagnetismen. E = 4πρ B = 0 E = 1 c B = 4π B t c J + 1 c E t * fram till 1972 och för alla tänkbara ändamål fortfarande.
43 Konsekvenser av Maxwell-ekvationerna: Varierande B ger upphov till varierande E (Faraday) Varierande E ger upphov till varierande B (Ampère) Detta ger upphov till elektromagnetiska vågor, även utan ledare och laddningar, samt ett nytt matematiskt dilemma. Dessa elektromagnetiska vågor, visade Lorentz, har en hastighet oberoende av om man förflyttar sig eller inte. Ett dilemma som, i 40 år, antingen ignorerades eller som man försökte komma runt på olika sätt.
44
Bra tabell i ert formelblad
Bra tabell i ert formelblad Vi har gått igenom hur magnetfält alstrar krafter, kap. 7. Vi har gått igenom hur strömmar alstrar magnetfält, kap. 8. Återstår att lära sig hur strömmarna alstras. Tidigare
Läs merElektricitet och magnetism. Elektromagneter
Elektricitet och magnetism. Elektromagneter Hans Christian Ørsted (1777 1851) 1820 Hans Christian Ørsted upptäckte att elektricitet och magnetism i allra högsta grad hänger ihop Upptäckten innebar att
Läs merKommentarer till målen inför fysikprovet. Magnetism & elektricitet
Kommentarer till målen inför fysikprovet Magnetism & elektricitet Skillnaden mellan spänning, ström och resistans Spänningen är själva drivkraften av strömmen och mäts i enheten volt, V. Finns ingen spänning
Läs merÖvningsuppgifter/repetition inom elektromagnetism + ljus (OBS: ej fullständig)
Övningsuppgifter/repetition inom elektromagnetism + ljus (OBS: ej fullständig) Elektrostatik 1. Ange Faradays lag i elektrostatiken. 2. Vad är kravet för att ett vektorfält F är konservativt? 3. En låda
Läs merLaboration 2: Konstruktion av asynkronmotor
Laboration 2: Konstruktion av asynkronmotor Laboranter: Henrik Bergman, Henrik Bergvall Berglund, William Sjöström, Georgios Davakos Plats och datum: Uppsala 2016-11-09 Kurs: Elektromagnetism 2 Handledare:
Läs merattraktiv repellerande
Magnetism, kap. 24 Eleonora Lorek Magnetism, introduktion Magnetism ordet kommer från Magnesia, ett område i antika Grekland där man hittade konstiga stenar som kunde lyfta upp järn. Idag är magnetism
Läs merSensorer, effektorer och fysik. Grundläggande fysikaliska begrepp som är viktiga inom mättekniken
Sensorer, effektorer och fysik Grundläggande fysikaliska begrepp som är viktiga inom mättekniken Innehåll Grundläggande begrepp inom mekanik. Elektriskt fält och elektrisk potential. Gauss lag Dielektrika
Läs merStrålningsfält och fotoner. Våren 2013
Strålningsfält och fotoner Våren 2013 1. Fält i rymden Vi har lärt oss att beräkna elektriska fält utgående från laddningarna som orsakar dem Kan vi härleda nånting åt andra hållet? 2 1.1 Gauss lag Låt
Läs merMagnetism och EL. Prov v 49
Magnetism och EL Prov v 49 Magnetism Veta något om hur fasta magneter fungerar och används Förstå elektromagnetism Veta hur en elmotor arbetar Förstå hur vi kan få elektrisk ström av en rörelse Veta vad
Läs merStrålningsfält och fotoner. Våren 2016
Strålningsfält och fotoner Våren 2016 1. Fält i rymden Vi har lärt oss att beräkna elektriska fält utgående från laddningarna som orsakar dem Kan vi härleda nånting åt andra hållet? 2 1.1 Gauss lag Låt
Läs merMagnetism. Beskriver hur magneter med konstanta magnetfält, t.ex. permanentmagneter, växelverkar med varandra och med externa magnetfält.
Magnetism Magnetostatik eskriver hur magneter med konstanta magnetfält, t.ex. permanentmagneter, växelverkar med varandra och med externa magnetfält. Vi känner till följande effekter: 1. En fritt upphängd
Läs merGe exempel på hur vi använder oss av magneter Think, pair, share
Magnetism Ge exempel på hur vi använder oss av magneter Think, pair, share Vilka ämnen är magnetiska? Vi gör även en laboration där vi testar vilka ämnen som är magnetiska och drar en slutsats utifrån
Läs merStrålningsfält och fotoner. Kapitel 23: Faradays lag
Strålningsfält och fotoner Kapitel 23: Faradays lag Faradays lag Tidsvarierande magnetiska fält inducerar elektriska fält, eller elektrisk spänning i en krets. Om strömmen genom en solenoid ökar, ökar
Läs merKapitel 27: Magnetfält och magnetiska krafter Beskriva permanentmagneters beteende Samband magnetism-laddning i rörelse Ta fram uttryck för magnetisk
Kapitel 27: Magnetfält och magnetiska krafter Beskriva permanentmagneters beteende Samband magnetism-laddning i rörelse Ta fram uttryck för magnetisk kraft på laddning Magnetiskt flöde, Gauss sats för
Läs merMagnetostatik och elektromagnetism
Magnetostatik och elektromagnetism Magnetostatik eskriver hur magneter med konstanta magnetfält, t.ex. permanentmagneter, växelverkar med varandra och med externa magnetfält. Vi känner till följande effekter:
Läs merFöreläsning 5, clickers
Föreläsning 5, clickers Gungbrädan 1 kg 2 kg A. Kommer att tippa åt höger B. Kommer att tippa åt vänster ⱱ C. Väger jämnt I en kastparabel A. är accelerationen störst alldeles efter uppkastet B. är accelerationen
Läs merEN ÖVERSIKT AV ELMOTORER
EN ÖVERSIKT AV ELMOTORER 2005-08-29 Av: Gabriel Jonsson Lärare: Maria Hamrin, Patrik Norqvist Inledning I denna uppsats presenteras några av de vanligaste elmotorerna vi stöter på i vardagen. Principerna
Läs merRep. Kap. 27 som behandlade kraften på en laddningar från ett B-fält.
Rep. Kap. 7 som behandlade kraften på en laddningar från ett -fält. Kraft på laddning i rörelse Kraft på ström i ledare Gauss sats för -fältet Inte så användbar som den för E-fältet, eftersom flödet här
Läs merElektromagnetiska falt och Maxwells ekavtioner
Forelasning /1 Elektromagnetiska falt och Maxwells ekavtioner 1 Maxwells ekvationer Maxwell satte 1864 upp fyra stycken ekvationer som gav en fullstandig beskrivning av ett elektromagnetiskt falt. Dock,
Läs mer2.7 Virvelströmmar. Om ledaren är i rörelse kommer den att bromsas in, eftersom det inducerade magnetfältet och det yttre fältet är motsatt riktade.
2.7 Virvelströmmar L8 Induktionsfenomenet uppträder för alla metaller. Ett föränderligt magnetfält inducerar en spänning, som i sin tur åstadkommer en ström. Detta kan leda till problem,men det kan också
Läs merProv Fysik B Lösningsförslag
Prov Fysik B Lösningsförslag DEL I 1. Högerhandsregeln ger ett cirkulärt magnetfält med riktning medurs. Kompass D är därför korrekt. 2. Orsaken till den i spolen inducerade strömmen kan ses som stavmagnetens
Läs merFysik TFYA86. Föreläsning 8/11
Fysik TFYA86 Föreläsning 8/11 1 nduktion och elektromotorisk kraft (emk) University Physics: Kapitel 29, 30.1, (30.2 självinduktion) 2 ntroduktion Tidigare i kursen: Tidsberoende förändring, dynamik Elektrostatik
Läs merElektromagnetiska fält och Maxwells ekavtioner. Mats Persson
Föreläsning 26/9 Elektromagnetiska fält och Maxwells ekavtioner 1 Maxwells ekvationer Mats Persson Maxwell satte 1864 upp fyra stycken ekvationer som gav en fullständig beskrivning av ett elektromagnetiskt
Läs merDemonstration: De magnetiska grundfenomenen. Utrustning: Tre stavmagneter, metallkulor, mynt, kompass.
1. Magnetism L1 Magnetismen som fenomen upptäcktes redan under antiken, då man märkte att vissa malmarter attraherade vissa metaller. Nuförtiden vet vi att magneter också kan skapas på konstgjord väg.
Läs mer4. Elektromagnetisk svängningskrets
4. Elektromagnetisk svängningskrets L 15 4.1 Resonans, resonansfrekvens En RLC krets kan betraktas som en harmonisk oscillator; den har en egenfrekvens. Då energi tillförs kretsen med denna egenfrekvens
Läs merKandidatprogrammet FK VT09 DEMONSTRATIONER INDUKTION I. Induktion med magnet Elektriska stolen Självinduktans Thomsons ring
DEMONSTRATIONER INDUKTION I Induktion med magnet Elektriska stolen Självinduktans Thomsons ring Introduktion I litteraturen och framför allt på webben kan du enkelt hitta ett stort antal experiment som
Läs merDär r är ortsvektorn mellan den punkt där fältet beräknas och den punkt där linjeelementet dl av strömbanan finns.
1 Allmänt om magnetiska mtrl och tillämpningar; transformatorer, generatorer, motorer, magnetiska lagringsmedia (media + läs/skriv) NOBEL-PRI 27, magnetiska sensorer, drug carrier, magnetisk kylning Lektion
Läs merTentamen i El- och vågrörelselära,
Tentamen i El- och vågrörelselära, 23 2 8 Hjälpmedel: Physics Handbook, räknare. Ensfäriskkopparkulamedradie = 5mmharladdningenQ = 2.5 0 3 C. Beräkna det elektriska fältet som funktion av avståndet från
Läs merElektromagnetism. Kapitel , 18.4 (fram till ex 18.8)
Elektromagnetism Kapitel 8.-8., 8.4 (fram till ex 8.8) Varför magnetism? Energiomvandling elektrisk magnetisk mekanisk Elektriska maskiner Reversibla processer (de flesta) Motor Generator Elektromagneter
Läs merProv 3 2014-10-13. (b) Hur stor är kraften som verkar på en elektron mellan plattorna? [1/0/0]
Namn: Område: Elektromagnetism Datum: 13 Oktober 2014 Tid: 100 minuter Hjälpmedel: Räknare och formelsamling. Betyg: E: 25. C: 35, 10 på A/C-nivå. A: 45, 14 på C-nivå, 2 på A-nivå. Tot: 60 (34/21/5). Instruktioner:
Läs merMagnetiska fält. Magnetiska fält. Magnetiska fält. Magnetiska fält. Två strömförande ledningar kraftpåverkar varandra!
38! 39! Två strömförande ledningar kraftpåverkar varandra! i 1! i 2! Krafterna beror av i 1 och i 2 och av geometrin! 40! Likaså kraftpåverkas en laddning Q som rör sig i närheten av en strömförande ledning!
Läs merLäsförståelse 26. Magnetism. Jonas Storm, Kungsbroskolan, Tidaholm www.lektion.se. Bild från wikipedia. Pyramid av dankar och stavmagneter.
Läsförståelse 26 Bild från wikipedia. Pyramid av dankar och stavmagneter. Magnetism Innehåll Permanentmagneter och naturliga magneter Kompassen och jordens magnetfält Elektromagneten Från magnetism till
Läs merMagnetism och elektromagnetism
Teknikområde Magnetism och elektromagnetism Magneter upptäcktes i staden Magnesia i Grekland. Magneter kan dra till sig föremål som innehåller mycket järn (eller kobolt eller nickel). Man kan tex. använda
Läs merFöreläsning 8. Ohms lag (Kap. 7.1) 7.1 i Griffiths
1 Föreläsning 8 7.1 i Griffiths Ohms lag (Kap. 7.1) i är bekanta med Ohms lag i kretsteori som = RI. En mer generell framställning är vårt mål här. Sambandet mellan strömtätheten J och den elektriska fältstyrkan
Läs merFK Elektromagnetism, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning (1:a omtentan), tisdag 16 juni 2015, kl 9:00-14:00
FK4010 - Elektromagnetism, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning (1:a omtentan), tisdag 16 juni 2015, kl 9:00-14:00 Läs noggrant genom hela tentan först. Börja med uppgifterna som du tror
Läs merÖvningar. Nanovetenskapliga tankeverktyg.
Övningar. Nanovetenskapliga tankeverktyg. January 18, 2010 Vecka 2 Komplexa fourierserier 1. Gör en skiss av funktionen f(t) = t, t [ π, π] (med period 2π) och beräkna dess fourierserie. 2. Gör en skiss
Läs mer18. Sammanfattning Ursprung och form av fältena Elektrostatik Kraft, fält och potential 2 21, (18.3)
18. Sammanfattning 18.2. Ursprung och form av fältena Elektriska laddningar (monopoler) i vila ger upphov till elfält Elektriska laddningar i rörelse ger upphov till magnetfält Elektriska laddningar i
Läs mer18. Sammanfattning Kraft, fält och potential. Krafter F är fysikaliskt mätbara storheter Elfält beror på kraften som F = Eq (18.
18. Sammanfattning Elektrodynamik, vt 2013, Kai Nordlund 18.1 18.1. Kraft, fält och potential Krafter F är fysikaliskt mätbara storheter Elfält beror på kraften som F = Eq (18.1) Potential φ är en matematisk
Läs mer18. Sammanfattning. Elektrodynamik, vt 2013, Kai Nordlund 18.1
18. Sammanfattning Elektrodynamik, vt 2013, Kai Nordlund 18.1 18.1. Kraft, fält och potential Krafter F är fysikaliskt mätbara storheter Elfält beror på kraften som F = Eq (18.1) Potential φ är en matematisk
Läs merUpp gifter I=2,3 A. B=37 mt. I=1,9 A B=37 mt. B=14 mt I=4,7 A
Upp gifter 1. Beskriv den magnetiska kraften som verkar på ledaren, både till storlek och till riktning. Den del av ledaren som är inne i magnetfältet kan antas vara 45 cm i samtliga fall. a. b. I=1,9
Läs merFK Elektromagnetism, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning (2:a omtentan), fredag 30 augusti 2013, kl 9:00-14:00
FK4010 - Elektromagnetism, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning (2:a omtentan), fredag 30 augusti 2013, kl 9:00-14:00 Läs noggrant genom hela tentan först. Börja med uppgifterna som du tror
Läs merTenta svar. E(r) = E(r)ˆr. Vi tillämpar Gauss sats på de tre områdena och väljer integrationsytan S till en sfär med radie r:
Tenta 56 svar Uppgift a) På grund av sfäriskt symmetri ansätter vi att: E(r) = E(r)ˆr Vi tillämpar Gauss sats på de tre områdena och väljer integrationsytan S till en sfär med radie r: 2π π Q innesluten
Läs merMaxwell insåg att dessa ekvationer inte var kompletta!! Kontinutetsekvationen. J = ρ
1 Föreläsning 10 7.3.1-7.3.3, 7.3.6, 8.1.2 i Griffiths Maxwells ekvationer (Kap. 7.3) åra modellagar, som de ser ut nu, är E(r,t) = B(r,t) Faradays lag H(r,t) = J(r,t) Ampères lag D(r,t) = ρ(r,t) Gauss
Läs merElektrodynamik. Elektrostatik. 4πε. eller. F q. ekv
1 Elektrodynamik I det allmänna fallet finns det tidsberoende källor för fälten, dvs. laddningar i rörelse och tidsberoende strömmar. Fälten blir då i allmänhet tidsberoende. Vi ser då att de elektriska
Läs merMagnetostatik, induktans (och induktion) kvalitativa frågor och lösningsmetodik
Magnetostatik, induktans (och induktion) kvalitativa frågor och lösningsmetodik Gerhard Kristensson Institutionen för elektro- och informationsteknik 2 oktober 2014 Olika lösningsmetoder 1 Biot-Savarts
Läs merKursen är en obligatorisk kurs på grundnivå för en naturvetenskaplig kandidatexamen Fysik.
Naturvetenskapliga fakulteten Ellära, 7.5 credits Grundnivå / First Cycle Fastställande Kursplanen är en skiss men ännu ej fastställd. Allmänna uppgifter Kursen är en obligatorisk kurs på grundnivå för
Läs merNord och syd. Magiska magneter. Redan de gamla grekerna. Kinesisk kompass. Magnetfält. Magnetfältets riktning
Nord och syd Magiska magneter Osynliga krafter som verkar på avstånd Föreläsning 10/ 2010 Marica Ericson Redan de gamla grekerna Kinesisk kompass Gjorde kompasser av magnetit på 1100-talet magnetit ca
Läs merTentamen i El- och vågrörelselära,
Tentamen i El- och vågrörelselära, 05-0-05. Beräknastorlekochriktningpådetelektriskafältetipunkten(x,y) = (4,4)cm som orsakas av laddningarna q = Q i origo, q = Q i punkten (x,y) = (0,4) cm och q = Q i
Läs merDemonstration: De magnetiska grundfenomenen. Utrustning: Tre stavmagneter, metallkulor, mynt, kompass.
1. Magnetism Magnetismen som fenomen upptäcktes redan under antiken, då man märkte att vissa malmarter attraherade vissa metaller. Nuförtiden vet vi att magneter också kan skapas på konstgjord väg. 1.1
Läs merELLÄRA OCH MAGNETISM
ELLÄRA OCH MAGNETISM Atomen För att förstå elektriska fenomen behöver vi veta vad en atom består av. En atom består av en kärna och runt den rör sig elektroner. Kraften som håller kvar elektronerna kallas
Läs mer9. Magnetisk energi Magnetisk energi för en isolerad krets
9. Magnetisk energi [RMC] Elektrodynamik, ht 005, Krister Henriksson 9.1 9.1. Magnetisk energi för en isolerad krets Arbetet som ett batteri utför då det för en laddning dq runt en krets, från batteriets
Läs merDugga i elektromagnetism, sommarkurs (TFYA61)
Dugga i elektromagnetism, sommarkurs (TFYA61) 2012-08-10 kl. 13.00 15.00, sal T1 Svaren anges på utrymmet under respektive uppgift på detta papper. Namn:......................................................................................
Läs merELEKTRICITET. Vad använder vi elektricitet till? Hur man använder elektricitet?
ELEKTRICITET Vad använder vi elektricitet till? Hur man använder elektricitet? ELEKTRICITET I EN KRETS En elektrisk krets 1. Slutenkrets 2. Öppenkrets KOPPLINGSSCHEMA Komponenter i en krets Batteri /strömkälla
Läs merVecka 4 INDUKTION OCH INDUKTANS (HRW 30-31) EM-OSCILLATIONER OCH VÄXELSTRÖMSKRETSAR
Vecka 4 INDUKTION OCH INDUKTANS (HRW 30-31) EM-OSCILLATIONER OCH VÄXELSTRÖMSKRETSAR Inlärningsmål Induktion och induktans Faradays lag och inducerad källspänning Lentz lag Energiomvandling vid induktion
Läs merMotorprincipen. William Sandqvist
Motorprincipen En strömförande ledare befinner sig i ett magnetfält B (längden l är den del av ledaren som befinner sig i fältet). De magnetiska kraftlinjerna får inte korsa varandra. Fältet förstärks
Läs merStrålningsfält och fotoner. Kapitel 23: Faradays lag
Strålningsfält och fotoner Kapitel 23: Faradays lag Faradays lag Tidsvarierande magnetiska fält inducerar elektriska fält, eller elektrisk spänning i en krets. Om strömmen genom en solenoid ökar, ökar
Läs mer9. Magnetisk energi Magnetisk energi för en isolerad krets
9. Magnetisk energi [RM] Elektrodynamik, vt 013, Kai Nordlund 9.1 9.1. Magnetisk energi för en isolerad krets Arbetet som ett batteri utför då det för en laddning dq runt en krets, från batteriets anod
Läs mer9. Magnetisk energi [RMC 12] Elektrodynamik, vt 2013, Kai Nordlund 9.1
9. Magnetisk energi [RMC 12] Elektrodynamik, vt 2013, Kai Nordlund 9.1 9.1. Magnetisk energi för en isolerad krets Arbetet som ett batteri utför då det för en laddning dq runt en krets, från batteriets
Läs mer1. q = -Q 2. q = 0 3. q = +Q 4. 0 < q < +Q
2.1 Gauss lag och elektrostatiska egenskaper hos ledare (HRW 23) Faradays ishinksexperiment Elfältet E = 0 inne i en elektrostatiskt laddad ledare => Laddningen koncentrerad på ledarens yta! Elfältets
Läs merr 2 Arbetet är alltså endast beroende av start- och slutpunkt. Det följer av att det elektriska fältet är konservativt ( E = 0).
1 Föreläsning 2 Motsvarar avsnitten 2.4 2.5 i Griffiths. Arbete och potentiell energi (Kap. 2.4) r 1 r 2 C Låt W vara det arbete som måste utföras mot ett givet elektriskt fält E, då en laddning Q flyttas
Läs merTentamen i El- och vågrörelselära,
Tentamen i El- och vågrörelselära, 204 08 28. Beräkna den totala kraft på laddningen q = 7.5 nc i origo som orsakas av laddningarna q 2 = 6 nc i punkten x,y) = 5,0) cm och q 3 = 0 nc i x,y) = 3,4) cm.
Läs merTesta dig själv 3.1. Testa dig själv 3.2
Testa dig själv 3.1 1. En atom består av en positivt laddad atomkärna och negativt laddade elektroner. 2. a) Negativ laddning b) Positiv laddning 3. a) De stöter bort, repellerar, varandra. b) De dras
Läs merVågrörelselära och optik
Vågrörelselära och optik Kapitel 32 1 Vågrörelselära och optik Kurslitteratur: University Physics by Young & Friedman (14th edition) Harmonisk oscillator: Kapitel 14.1 14.4 Mekaniska vågor: Kapitel 15.1
Läs merMagnetiska fält laboration 1FA514 Elektimagnetism I
Magnetiska fält laboration 1FA514 Elektimagnetism I Utförs av: William Sjöström 19940404 6956 Oskar Keskitalo 19941021 4895 Uppsala 2015 05 09 Sammanfattning När man leder ström genom en spole så bildas
Läs merIE1206 Inbyggd Elektronik
IE1206 Inbyggd Elektronik F1 F3 F4 F2 Ö1 Ö2 PIC-block Dokumentation, Seriecom Pulsgivare I, U, R, P, serie och parallell KK1 LAB1 Pulsgivare, Menyprogram Start för programmeringsgruppuppgift Kirchoffs
Läs merhur man beräknar längdutvidgningen på material hur man beräknar energiåtgången när man värmer, smälter eller förångar olika ämnen
Värmelära s.16 22 Efter detta arbetsområde förväntar jag mig att du kan berätta om de två temperaturskalorna Celsius och Kelvin beskriva på vilka tre sätt värmeenergi kan spridas och hur man kan motverka
Läs merOscillerande dipol i ett inhomogent magnetfält
Ú Institutionen för fysik 2014 08 11 Kjell Rönnmark Oscillerande dipol i ett inhomogent magnetfält Syfte Magnetisk dipol och harmonisk oscillator är två mycket viktiga modeller inom fysiken. Laborationens
Läs merLösningsskiss för tentamen Vektorfält och klassisk fysik (FFM234 och FFM232)
Lösningsskiss för tentamen Vektorfält och klassisk fysik (FFM23 och FFM232) Tid och plats: Måndagen den 29 oktober 208 klockan 00-800, Maskinsalar Lösningsskiss: Christian Forssén Detta är enbart en skiss
Läs merIntroduktion till fordonselektronik ET054G. Föreläsning 3
Introduktion till fordonselektronik ET054G Föreläsning 3 1 Elektriska och elektroniska fordonskomponenter Att använda el I Sverige Fas: svart Nolla: blå Jord: gröngul Varför en jordkabel? 2 Jordning och
Läs merELLÄRA OCH MAGNETISM
ELLÄRA OCH MAGNETISM Atomen För att förstå elektriska fenomen behöver vi veta vad en atom består av. En atom består av en kärna och runt den rör sig elektroner. Kraften som håller kvar elektronerna kallas
Läs merSvaren på förståelsedelen skall ges på tesen som skall lämnas in.
Dugga i Elektromagnetisk fältteori F. för F2. EEF031 2005-11-19 kl. 8.30-12.30 Tillåtna hjälpmedel: BETA, Physics Handbook, Formelsamling i Elektromagnetisk fältteori, Valfri kalkylator men inga egna anteckningar
Läs merVad är r Magnetism? Beskriva och förklara fenomen relaterade till magnetism!
Vad är r Magnetism? Beskriva och förklara fenomen relaterade till magnetism! Vilka fenomen? Vad är magnetism? Magnetiska fenomen uppmärksammades redan under antiken och har fått namn efter ett av de tidigaste
Läs mer3. Potentialenergi i elfält och elektrisk potential
3. Potentialenergi i elfält och elektrisk potential 3.1 Potentiell energi i elfält Vi betraktar en positiv testladdning som förs i närheten av en annan laddning. I det första fallet är den andra laddningen
Läs merKandidatprogrammet FK VT09 DEMONSTRATIONER MAGNETISM I. Det magnetiska fältet Örsteds försök Lorentzkraften Enkel motor
DEMONSTRATIONER MAGNETISM I Det magnetiska fältet Örsteds försök Lorentzkraften Enkel motor Introduktion I litteraturen och framför allt på webben kan du enkelt hitta ett stort antal experiment som kan
Läs merRepetition kapitel 21
Repetition kapitel 21 Coulombs lag. Grundbulten! Definition av elektriskt fält. Fält från punktladdning När fältet är bestämt erhålls kraften ur : F qe Definition av elektrisk dipol. Moment och energi
Läs merGrundläggande Elektriska Principer
Grundläggande Elektriska Principer Innehåll GRUNDLÄGGANDE ELEKTRISKA PRIINCIPER DC OCH 1-FAS AC...2 ELE 102201 MP1 Effektmätning...4 ELE 102202 MP2 Ohm s lag...4 ELE 102203 MP3 Motstånd seriella...4 ELE
Läs merElektriska och magnetiska fält Elektromagnetiska vågor
1! 2! Elektriska och magnetiska fält Elektromagnetiska vågor Tommy Andersson! 3! Ämnens elektriska egenskaper härrör! från de atomer som bygger upp ämnet.! Atomerna i sin tur är uppbyggda av! en atomkärna,
Läs merFö 6 - TMEI01 Elkraftteknik Asynkronmaskinen
Fö 6 - TMEI01 Elkraftteknik Asynkronmaskinen Per Öberg 9 februari 2015 Outline 1 Introduktion Asynkronmaskin 2 Uppbyggnad och Arbetssätt Synkrona och Asynkrona Varvtalet Synkronmaskinen - Överkurs 3 Förluster
Läs merElektricitet och magnetism
Elektricitet och magnetism Eldistribution Laddning Ett grundläggande begrepp inom elektricitetslära är laddning. Under 1700-talet fann forskarna två sorters laddning POSITIV laddning och NEGATIV laddning
Läs mer93FY51/ STN1 Elektromagnetism Tenta : svar och anvisningar
17317 93FY51 1 93FY51/ TN1 Elektromagnetism Tenta 17317: svar och anvisningar Uppgift 1 a) Av symmetrin följer att: och därmed: Q = D d D(r) = D(r)ˆr E(r) = E(r)ˆr Vi väljer ytan till en sfär med radie
Läs merVi börjar med en vanlig ledare av koppar.
Vi börjar med en vanlig ledare av koppar. [Från Wikipedia] Skineffekt är tendensen hos en växelström (AC) att omfördela sig inom en elektrisk ledare så att strömtätheten är störst nära ledarens yta, och
Läs merKapitel: 32 Elektromagnetiska vågor Maxwells ekvationer Hur accelererande laddningar kan ge EM-vågor
Kapitel: 3 lektromagnetiska vågor Maxwells ekvationer Hur accelererande laddningar kan ge M-vågor genskaper hos M-vågor nergitransport i M-vågor Det elektromagnetiska spektrat Maxwell s ekvationer Kan
Läs merTentamensskrivning i Ellära: FK4005e Fredag, 11 juni 2010, kl 9:00-15:00 Uppgifter och Svar
Tentamensskrivning i Ellära: FK4005e Fredag, 11 juni 2010, kl 9:00-15:00 Uppgifter och Svar Ge dina olika steg i räkningen, och förklara tydligt ditt resonemang! Ge rätt enhet när det behövs. Tillåtna
Läs merTentamen i : Vågor,plasmor och antenner. Totala antalet uppgifter: 6 Datum:
Tentamen i : Vågor,plasmor och antenner Kurs: MTF108 Totala antalet uppgifter: 6 Datum: 2006-05-27 Examinator/Tfn: Hans Åkerstedt/491280/Åke Wisten070/5597072 Skrivtid: 9.00-15.00 Jourhavande lärare/tfn:
Läs merr 2 C Arbetet är alltså endast beroende av start- och slutpunkt. Det följer av att det elektriska fältet är konservativt ( E = 0).
1 Föreläsning 2 Motsvarar avsnitten 2.4 2.5 i Griffiths. Arbete och potentiell energi (Kap. 2.4) r 1 r 2 C Låt W vara det arbete som måste utföras mot ett givet elektriskt fält E, då en laddning Q flyttas
Läs merFörslag: En laddad partikel i ett magnetfält påverkas av kraften F = qvb, dvs B = F qv = 0.31 T.
1. En elektron rör sig med v = 100 000 m/s i ett magnetfält. Den påverkas av en kraft F = 5 10 15 N vinkelrätt mot rörelseriktningen. Rita figur och beräkna den magnetiska flödestätheten. Förslag: En laddad
Läs merFöreläsning 4 1. Den andra av Maxwells ekvationer i elektrostatiken
Föreläsning 4 1 Potential Den andra av Maxwells ekvationer i elektrostatiken!" C E!dl = 0 eller # E = 0 innebär att E-fältet är konservativt. Det finns inga fältlinjer som bildar loopar. Alla fältlinjer
Läs merOBS!
Tentamen i Elektromagnetisk fältteori för F2 och TM2. EEF031 2017-08-17, kl. 14:00-18:00 Tillåtna hjälpmedel: BETA, Physics Handbook, Formelsamling i Elektromagnetisk fältteori, Valfri kalkylator men inga
Läs merLösningar till BI
Lösningar till BI 160513 3 3 V 5010 m 1a. Förådstuben: n ( p1 p21) 7 MPa 144 mol. RT (8,31 J/mol K) 293 K 1b. Experimenttuben : pv n n1 n n 3,28 n 147 mol RT nrt 147 8,31293 Ny volym blir då: V 44,8. 6
Läs merTentamen i ELEKTROMAGNETISM I, för W2 och ES2 (1FA514)
Uppsala universitet Institutionen för fysik och astronomi Kod: Program: Tentamen i ELEKTROMAGNETISM I, 205-2-22 för W2 och ES2 (FA54) Kan även skrivas av studenter på andra program där FA54 ingår Skrivtid:
Läs merTentamen ellära 92FY21 och 27
Tentamen ellära 92FY21 och 27 2014-06-04 kl. 8 13 Svaren anges på separat papper. Fullständiga lösningar med alla steg motiverade och beteckningar utsatta ska redovisas för att få full poäng. Poängen för
Läs merisolerande skikt positiv laddning Q=CV negativ laddning -Q V V
1 Föreläsning 5 Hambley avsnitt 3.1 3.6 Kondensatorn och spolen [3.1 3.6] Kondensatorn och spolen är två mycket viktiga kretskomponenter. Kondensatorn kan lagra elektrisk energi och spolen magnetisk energi.
Läs merQ I t. Ellära 2 Elektrisk ström, kap 23. Eleonora Lorek. Ström. Ström är flöde av laddade partiklar.
Ellära 2 Elektrisk ström, kap 23 Eleonora Lorek Ström Ström är flöde av laddade partiklar. Om vi har en potentialskillnad, U, mellan två punkter och det finns en lämplig väg rör sig laddade partiklar i
Läs merTentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik
Linköpings Universitet IFM Mats Fahlman Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik Fredagen 1/1 018, kl 14:00-18:00 Hjälpmedel: Avprogrammerad miniräknare, formelsamling (bifogad) Råd och regler Lösningsblad:
Läs merelektrostatik: laddningar I vila eller liten rörelse utan acceleration
Ellära 1 Elektrostatik, kap 22 Eleonora Lorek Begrepp elektricitet (franska électricité, till nylatin ele ctricus, till latin ele ctrum, av grekiska ē lektron 'bärnsten'), ursprungligen benämning på den
Läs merHögstadieelevernas inlärningsmaterial för utställningen. Elköping
Högstadieelevernas inlärningsmaterial för utställningen Elköping Efter uppgiftsnumret har vi angett det utställningsobjekt, där man hittar mer information om frågan eller där man kan fördjupa sin kunskap.
Läs merVecka 2 ELEKTRISK POTENTIAL OCH KAPACITANS (HRW 24-25) Inlärningsmål
Vecka 2 ELEKTRISK POTENTIAL OCH KAPACITANS (HRW 24-25) Inlärningsmål Elektrisk potential Arbete och elektrisk potentialenergi Elektrisk potential Ekvipotentialytor Sambandet mellan elfält och elektrisk
Läs mer