DEMONSTRATION TRANSFORMATORN I. Magnetisering med elström Magnetfältet kring en spole Kraftverkan mellan spolar Bränna spik Jacobs stege

Transkript

1 FyL VT06 DEMONSTRATION TRANSFORMATORN I Magntisring md lström Magntfältt kring n spol Kraftvrkan mllan spolar Bränna spik Jacobs stg Uppdatrad dn 9 januari 006

2 Introduktion FyL VT06 I littraturn och framför allt på wbbn kan du nklt hitta tt stort antal xprimnt som kan utföras md myckt nkla hjälpmdl för att dmonstrra lktriska och magntiska fnomn. Ndan har vi valt ut n dl av dssa försök och i dnna dmonstration skall du koncntrra dig på att visa:. Magntisring md lström.. Magntfältt kring n spol. 3. Kraftvrkan mllan spolar. 4. Bränna spik. 5. Jacobs stg. Försökn är nkla och utförs md myckt nkla mdl mn kan kräva n hl dl övning för att fungra bra. För att dt du skall visa skall framgå så starkt som möjligt får du int ha för bråttom. Tala int om för åskådarn vad som skall sk, mn tala hla tidn om vad du gör för att åstadkomma dn önskad ffktn. Vad sr åskådarn? Hur skall dt förklaras? Tänk också på att klargöra orsakssammanhangn.. Magntisring md lström Smal stav av mjukjärn (5-tumsspik). Isolrad ldningstråd (styv). Battri llr spänningskälla. Linda n omagntisk mtallstav (5-tumsspik) md ca 0 varv av isolrad koppartråd. Visa först att spikn är omagntisk. Anslut lindningn till tt battri llr n likströmskälla (kub ca 3 V) och låt strömmn passra g-nom ldarn. Håll spikn hla tidn omdlbart ovanför n hög md järnfilspån. Pröva om spikn är magntisk ävn ftr dt att strömmn brutits. Exprimntt visar på tt nklt sätt att n lktrisk ström gnom n ldar gr upphov till magntiska ffktr och att järnt i spikn kan magntisras. I nästa försök visas hur magntfältt sr ut kring n spol.. Magntfältt kring strömförand spol. Luftspol på plxiglasskiva llr spol md järnkärna nligt figurn till högr. Järnfilspån. Spänningskälla. Laboratorisladdar. Hla arrangmangt kan md fördl visas OH-apparat om n luftspol används. Notra att d magntiska fältlinjrna passrar gnom spoln och syns bilda slutna slingor (vilkt int syns om järnkärna används). Flra olika typr av strömslingor för OH finns att tillgå. Exprimntra! Uppdatrad dn 9 januari 006

3 3. Kraftvrkan mllan spolar FyL VT06 Två spolar 600 varv. Två ok från transformator. Laboratorisladdar. Spänningskälla (Norstdts kub). Ställ som bildn visar två spolar mot varandra, dn na spoln på tt rulland undrlag. Börja md att s om någon kraftvrkan kan rhållas utan järnkärna i spolarna. Placra sdan järnkärnorna (okn) i spolarna och tsta ign. Skifta polaritt (på dn na spoln) för att visa båd attraktion och rpulsion. Vad har järnkärnan för btydls för ffktn? Strömmn själv gr tydlign tt myckt litt bidrag till magntisringn. Varifrån kommr rstn av magntisringn? Flra andra försök kan visas för att påvisa magntfält i spol och magntisring av där ilagda järnförmål. S bildn ndan. 4. Bränna spik Transformatorkärna (U-kärna) md ok. Spol 600 varv. Spol md spikhållar 6 varv. Skarvsladd md strömbrytar för starkström 0 V. Laboratorisladdar. Placra bägg spolarna på U-kärnan. Lägg på dn raka järnkärnan (okt) och spänn fast dn md bygln. Kortslut 6-varvsspoln md n spik (3-4 tum). Anslut 600-varvsspoln till 0 V växlström. Strömmn gnom spikn blir myckt stark omkring 300 ampr varför spikn ftr n kort stund börjar glöda och så småningom smältr av. Som primärspol används i dtta fall n spol md 600 varv. Skundärspoln har ndast 6 varv. Primärspoln är anslutn till 0 V. Spänningn mllan skundärspolns ändar blir därför ndats V. Om vi bortsr vissa förlustr (vilka är dssa?) skall dn lktriska ffktn i Uppdatrad dn 9 januari 006

4 FyL VT06 d bägg spolarna vara lika. Eftrsom ffktn rhålls som n produkt mllan spänning och ström bör strömstyrkan i skundärspoln måst bli 00 gångr störr än strömmn i primärspoln. Fatta tag i 6-varvsspolns trähandtag och tryck d avsmälta järnändarna sakta mot varandra. Värmutvcklingn i bröringsytan blir så stark att dlarna smältr samman. När dtta skr brytr man strömmn i primärspoln. Släpp j trähandtagn förrän trådn svalnat något. Järntrådn har svtsats samman. Dnna mtod att svtsa brukar man kalla stumsvtsning. Tori: Förhållandt mllan spänning, ström och varvtal på spolarna kan nklt härldas md hjälp av induktionslagn. Dt magntiska flödt pr lindningsvarv är samma i bägg spolarna. dφ dφ N = N = N = dt dt N Effktutvcklingn i bägg spolarna är också lika (vi bortsr från nrgiförlustr). N I N I = I = = N I N 6. Jacobs stg Två ldand mtallstängr nligt figurn (md fot och skyddand plxiglasinnslutning). En högspänningskälla som du byggr själv (transformator) s figurn. OBS! Spänningn på ldarna är 5 kv. Håll alltså fingrarna borta från anordningn!!! Ställ tt brinnand ljulgransljus ndtill, mllan d två ldarna. Slå på spänningn och håll händrna på rspktfullt avstånd från ldarna. En urladdning kommr att sk mllan ldarna som rör sig mllan dssa upp till sptsn där urladdningn upphör. Förklara! Snsmoral Isak had två sönr. Dn äldst htt Esau, och dn andr htt Jakob. Och Esau vart vrd på sin brodr Jakob och vill dräpa honom. Då flydd Jakob ur sin fadrs hus för att gå till Haran. Och n afton, då soln had gått nd, var han ännu ut i markn. Då tog han n stn till huvudgärd och lad sig att sofva. Och han drömd, att n stg stod på markn, hvars öfr änd räckt upp till himmln, och att Guds änglar stgo upp och nd därpå. Och s, Hrrn stod öfvrst på stgn och sad: Dt land hvarpå du liggr, skall jag giva åt dig och din säd. Och i din säd skola alla släktn på jordn varda välsignad. Då Jakob vaknad, fruktad han myckt och sad: Här bor vissrlign Gud, och här är himmlns port. Därpå fortsatt han sin vandring och kom till Haran. Uppdatrad dn 9 januari 006

5 FyL VT06 Uppdatrad dn 9 januari 006