Material föreläsning 6. HT2 7,5 p halvfart Janne Carlsson

Relevanta dokument
Material föreläsning 6. VT1 7,5 p halvfart Janne Carlsson

Material repetitionsföreläsning 10. HT2 7,5 p halvfart Janne Färm

Material föreläsning 4. HT2 7,5 p halvfart Janne Färm

Material föreläsning 4. HT2 7,5 p halvfart Janne Carlsson

TENTAMEN Material. Moment: Tentamen (TEN1), 3,5 högskolepoäng, betyg 3, 4 eller 5. Skriv din kod, kurskoden och kursnamn på varje inlämnat blad!

Material föreläsning 9. HT2 7,5 p halvfart Janne Carlsson

Material föreläsning 8. HT2 7,5 p halvfart Janne Färm

Demonstration: De magnetiska grundfenomenen. Utrustning: Tre stavmagneter, metallkulor, mynt, kompass.

Material. VT1 1,5 p Janne Färm

hur man beräknar längdutvidgningen på material hur man beräknar energiåtgången när man värmer, smälter eller förångar olika ämnen

Strålningsfält och fotoner. Kapitel 23: Faradays lag

Rep. Kap. 27 som behandlade kraften på en laddningar från ett B-fält.

Hållfasthetslära. HT1 7,5 hp halvfart Janne Carlsson

Sensorer, effektorer och fysik. Grundläggande fysikaliska begrepp som är viktiga inom mättekniken

Övningsuppgifter/repetition inom elektromagnetism + ljus (OBS: ej fullständig)

Elektromagnetism. Kapitel , 18.4 (fram till ex 18.8)

Material föreläsning 3. HT2 7,5 p halvfart Janne Carlsson

Vågrörelselära och optik

Hur funkar 3D bio? Laborationsrapporter Se efter om ni har fått tillbaka dem och om de är godkända!

Material föreläsning 8. HT2 7,5 p halvfart Janne Carlsson

Föreläsning 2 (kap , 2.6 i Optics)

LABORATION 2 MAGNETISKA FÄLT

Där r är ortsvektorn mellan den punkt där fältet beräknas och den punkt där linjeelementet dl av strömbanan finns.

Belastningsanalys, 5 poäng Töjning Materialegenskaper - Hookes lag

Växelström och reaktans

Strålningsfält och fotoner. Kapitel 23: Faradays lag

Hur elektromagnetiska vågor uppstår. Elektromagnetiska vågor (Kap. 32) Det elektromagnetiska spektrumet

Optiska ytor Vad händer med ljusstrålarna när de träffar en gränsyta mellan två olika material?

Svaren på förståelsedelen skall ges på tesen som skall lämnas in.

Nord och syd. Magiska magneter. Redan de gamla grekerna. Kinesisk kompass. Magnetfält. Magnetfältets riktning

Det är elektromagnetiskt kraft som är av intresse här.

Magnetostatik och elektromagnetism

Hur funkar 3D bio? Laborationsrapporter. Räknestuga. Förra veckan kapitel 16 och 17 Böjning och interferens

Maxwell insåg att dessa ekvationer inte var kompletta!! Kontinutetsekvationen. J = ρ

Kommentarer till målen inför fysikprovet. Magnetism & elektricitet

Energitransport i biologiska system

Vågrörelselära och optik

Kapitel 33 The nature and propagation of light. Elektromagnetiska vågor Begreppen vågfront och stråle Reflektion och brytning (refraktion)

Föreläsning 1. Elektronen som partikel (kap 2)

ɛ r m n/m e 0,43 0,60 0,065 m p/m e 0,54 0,28 0,5 µ n (m 2 /Vs) 0,13 0,38 0,85 µ p (m 2 /Vs) 0,05 0,18 0,04

attraktiv repellerande

Final i Wallenbergs fysikpris

Fysik TFYA68. Föreläsning 5/14

ALLOY 600 UNS N06600, , NiCr15Fe

Metallers resistivitet vid 0 K

Tentamen Modellering och simulering inom fältteori, 21 oktober, 2006

Tentamen i Fotonik , kl

Införa begreppen ström, strömtäthet och resistans Ohms lag Tillämpningar på enkla kretsar Energi och effekt i kretsar

Vågfysik. Geometrisk optik. Knight Kap 23. Ljus. Newton (~1660): ljus är partiklar ( corpuscles ) ljus (skugga) vs. vattenvågor (diffraktion)

6. Värme, värmekapacitet, specifik värmekapacitet (s )

Hållfasthetslära. VT2 7,5 p halvfart Janne Carlsson

LUNDS KOMMUN POLHEMSKOLAN

Mer om EM vågors polarisation. Vad händer om man lägger ihop två vågor med horisontell och vertikal polarisation?

Hållfasthetslära. VT2 7,5 p halvfart Janne Färm

Sammanfattning: Fysik A Del 2

Material. VT1 1,5 p Janne Färm

Strömning och varmetransport/ varmeoverføring

Fysik TFYA68 (9FY321) Föreläsning 6/15

u = 3 16 ǫ 0α 2 ρ 2 0k 2.

Resistansen i en tråd

Kandidatprogrammet FK VT09 DEMONSTRATIONER INDUKTION I. Induktion med magnet Elektriska stolen Självinduktans Thomsons ring

Svar och anvisningar

Kaströrelse. 3,3 m. 1,1 m

4. Elektromagnetisk svängningskrets

Mätning av Halleffekten och elektriska ledningsförmågan som funktion av temperaturen hos halvledarna InSb / Ge.

ETEF15 Krets- och mätteknik, fk Fältteori och EMC föreläsning 3

I princip gäller det att mäta ström-spänningssambandet, vilket tillsammans med kännedom om provets geometriska dimensioner ger sambandet.

Solens energi alstras genom fusionsreaktioner

Enligt Hunds första regel är spin maximal. Med tvνa elektroner i fem orbitaler tillνater

Fysik TFYA86. Föreläsning 8/11

Elektricitetslära och magnetism - 1FY808. Lab 3 och Lab 4

Magnetism. Beskriver hur magneter med konstanta magnetfält, t.ex. permanentmagneter, växelverkar med varandra och med externa magnetfält.

The nature and propagation of light

Demonstration: De magnetiska grundfenomenen. Utrustning: Tre stavmagneter, metallkulor, mynt, kompass.

1 Beskriv kortfattat vad begreppen spontan och fältinducerad magnetostriktion innebär.

Sensorer, effektorer och fysik. Mätning av töjning, kraft, tryck, förflyttning, hastighet, vinkelhastighet, acceleration

18. Sammanfattning Ursprung och form av fältena Elektrostatik Kraft, fält och potential 2 21, (18.3)

18. 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

Chalmers Tekniska Högskola Tillämpad Fysik Igor Zoric

Vätskors volymökning

IE1206 Inbyggd Elektronik

Skriftlig tentamen i Elektromagnetisk fältteori för π3 (ETEF01) och F3 (EITF85)

Strömning och varmetransport/ varmeoverføring

Elektricitet och magnetism

Förståelsefrågorna besvaras genom att markera en av rutorna efter varje påstående till höger. En och endast en ruta på varje rad skall markeras.

Material föreläsning 3. HT2 7,5 p halvfart Janne Färm

ETE331 Framtidens miljöteknik

ETE331 Framtidens miljöteknik

Svaren på förståelsedelen skall ges direkt på tesen som ska lämnas in

Elektromekaniska energiomvandlare (Kap 7) Likströmsmaskinen (Kap 8)

Fysikaliska modeller

RC-kretsar, transienta förlopp

Ett materials förmåga att leda elektrisk ström beror på två förutsättningar:

Material. VT1 1,5 p Janne Färm

ETEF15 Krets- och mätteknik, fk Fältteori och EMC föreläsning 3

Föreläsning 8. Ohms lag (Kap. 7.1) 7.1 i Griffiths

Strålningsfält och fotoner. Våren 2016

3. Ljus. 3.1 Det elektromagnetiska spektret

Transkript:

Material föreläsning 6 HT2 7,5 p halvfart Janne Carlsson

Tisdag 6:e December 10:15 16:00 PPU105 Material Förmiddagens agenda Termiska egenskaper ch 12-13 Paus Elektriska, magnetiska och optiska egenskaper ch 14 16 Eftermiddagens agenda Redovisning av gruppuppgift 13:15 14:00: 1, 2, 3 14:15 15:00: 4, 5, 6 15:15 16:00: 7, 8, 9 2

Material och värme kapitel 12

Termiska Egenskaper Två temperaturer som är direkt kopplade till styrkan hos ett material Smältpunkten T m Glastemperaturen T g Kristallina material har en definierad smältpunkt Icke-kristallina fasta material har en glastemperatur vid vilken de övergår från ett fast material till en mycket viskös vätska

Drifttemperatur Material har en maximal och minimal drifttemperatur T max Högsta temperatur vid vilken materialet kan användas kontinuerligt utan att oxidera, förändras kemiskt eller formändras kraftigt T min Temperatur under vilken materialet blir sprött eller på annat sätt farligt att använda

Värmekapacitet C p Energi som krävs för att värma 1 kg av materialet 1 K Figure 12.1 Värmeutvidgningskoefficient α Termisk töjning då temperaturen höjs 1 K Figure 12.2 Värmeledningsförmåga λ Värmeflöde per areaenhet vid stationärt förlopp Figure 12.3

Termisk Diffusivitet Värmeledningsförmågan är ett mått på värmeflödet vid stationära förlopp Transient värmeflöde styrs av den termiska diffusiviteten (m 2 /s)

Termiska Egenskaper Figure 12.4

Figure 12.5 Konturer visar specifik värme per volymsenhet Detta värde är nästan konstant för alla solider (3 X 10 6 J/m 3 K)

Värme är atomer i rörelse Värmekapacitet Atomer i solider vibrerar med en amplitud som ökar med temperaturen Atomerna kan inte vibrera oberoende pga. atombindningarna Det gör att vibrationerna blir som stående vågor Figure 12.7

Värmeutvidgning En solid utvidgar sig när den värms då medelavståndet mellan atomerna ökar Material med hög E-modul (styv fjäder) har låg värmeutvidgning Alla kristallina solider utvidgar sig cirka 2% från absoluta nollpunkten till sin smältpunkt Figure 12.9

Värmeledningsförmåga När en solid upphettas kommer värmen som elastiska vågpaket, fononer Fononerna färdas med ljudhastigheten men färdas korta sträckor innan de sprids Sträckan en fonon kan färdas är typiskt mindre än 0.01 μm Figure 12.10

Användning av material vid höga temperaturer kapitel 13

Temperaturberoende Många materialegenskaper har ett linjärt temperaturberoende Figure 13.1

Krypprovning Provstavar belastas med konstant last i en ugn med konstant temperatur Figure 13.3

Spänning krypbrottskurvor Krypdata presenteras med spänning krypbrott kurvor Tillåten spänningsnivå kan då väljas utifrån driftstemperaturen Figure 13.5

Figure 13.6 Ett material börjar krypa över en viss temperatur som beror på smältpunkten Polymerer kan krypa vid rumstemperatur Metaller 0.35T m Keramer 0.45T m

Dags för en paus? 18

Elektriska egenskaper kapitel 14

Resistivitet och ledningsförmåga Elektrisk resistivitet är ett mått på ett materials motstånd mot ström ledningsförmåga är dess invers Resistiviteten för material har en enorm spridning 1-10 24 Figure 14.2

Figure 14.7 Resistiviteten varierar mer än någon annan materialegenskap

Supraledare När metaller kyls ned sjunker resistiviteten De flesta behåller en resistivitet ned till absoluta nollpunkten, men vissa uppvisar en förvånande förändring, de tappar helt sin resistivitet vid en kritisk temperatur T c Under T c kan en supraledare leda ström utan motstånd Figure 14.3

Isolation Polymerer är utmärkta isolatorer och används för kablar och kontakter Figure 14.25

Isolation med värmeledning Kretskort behöver god kylning men också elektrisk isolering Figure 14.26 Metaller har högst värmeledningsförmåga men leder även ström Keramer som aluminiumoxid och kiselkarbid ger bästa kombinationen av värmeledningsförmåga och resistivitet

Magnetiska egenskaper kapitel 15

Magnetisering Ferritiska och ferro-magnetiska material blir magnetiska när de placeras i ett magnetiskt fält B = µh B är den magnetiska flödestätheten, T Tesla (Vs/m 2 ) µ är permeabiliteten, H/m Henry per meter H är magnetiska fältstyrkan, A/m Ampere per meter Mjukmagnetiska material, elektromagneter, tappar sin magnetisering när fältet tas bort Hårdmagnetiska material, permanentmagneter, behåller sin magnetisering

Figure 15.5 Magnetiska egenskaper mäts mha. en B H kurva

Mätning av hystereskurvan En växelström genom primärspolen skapar ett fält H som inducerar en magnetisering av materialet i ringen Sekundärspolen mäter magnetiska flödestätheten B Figure 15.6

Magnetiska material skiljer sig åt stort vad gäller hysteresen Figure 15.7 Hårdmagnetiska material, permanentmagneter, har bred hystereskurva Mjukmagnetiska material har smal hystereskurva

Domäner Även om material är magnetiska behöver de inte vara magneter strukturen kan ändras så att det externa fältet försvinner Ett material delar upp sig i olika domäner med likriktad magnetisering Materialet bibehåller sin magnetisering utan ett yttre fält Figure 15.13

Ett yttre fält får domänerna att orientera om sig Figure 15.14 Vid full mättnad sammanfaller alla domäner Orienteringen sker lätt i mjukmagnetiska material men förhindras i permanentmagneter

Elektromagnetiska produkter Elektromagneter och transformatorer måste kunna magnetiseras enkelt av ett pålagt fält och förlora sin magnetism när fältet försvinner Figure 15.15

Mjukmagnetiska material Hög magnetisk susceptibilitet c = µ r -1 Hög mättnadsgrad Figure 15.16

Hårdmagnetiska produkter Hög remanens Hög koerciv fältstyrka Ex. hörlurar Figure 15.17

Optiska egenskaper kapitel 16

Material och Strålning När strålning träffar ett material så reflekteras en del, absorberas en del och en del transmitteras Figure 16.1 1 st term: reflektans 2 nd term: absorbans 3 rd term: transmittans

Spegling och Diffus Reflektion Spegelytor är plana och reflekterar ljuset så att θ 1 = θ 2 Diffusa ytor är ojämna och sprider ljuset Figure 16.2

Ljusbrytning, Refraktion Brytningsindex c o ljushastigheten i vacuum (300 000 km/s, 7,5 varv/s) Figure 16.3

Figure 16.8

Design: Brytningsindex Figure 16.14 Optiska pulser från en lysdiod färdas genom en optisk fiber Mantelhöljet till fibern har lägre brytningsindex vilket gör att ljuset fångas i kärnan även då fibern böjs