Inducerad spänning
Hej
En 1,50 m lång metallstav faller fritt och är under fallet hela tiden horisontell och orienterad i öst-västlig riktning. Det jordmagnetiska fältets vertikalkomposant på platsen är 50 µT, och dess horisontalkomposant är 15 µT. Hur stor är den spänning som induceras mellan stavens ändpunkter då farten är 10 m/s?
Jag kan ju använda formeln e = Bvl. Det som saknas är B och vet inte om det är 50 uT eller 15 uT? Om den faller horisontellt så måste väll vertikalakomposanten av det jordmagnetiska fältet vara det som är vinkelrätt och det som jag ska använda? Har ritat det såhär:
Du är på rätt väg. Jag tolkar uppgiften som att staven faller vertikalt, men att den är orienterad horisontell, det vill säga den faller rakt ned i bilden som du har ritat. Hänger du med på mitt resonemang? Här handlar det om att tolka uppgiften, viktigt under prov. Nästa hinder blir att avgöra vilken komposant av det jordmagnetiska fältet som gör att det induceras en spänning i staven. Utifrån detta, vilken komposant är vinkelrät mot metallstavens rörelse? Hur stor blir den inducerade spänningen?
Börja med följande:
1. Rita bilden som du redan har ritat :)
2. Rita ut hastigheten (med pil) samt flödeslinjerna
3. Identifiera vilken av det jordmagnetiska fältets komposanter som ger upphov till en rät vinkel med rörelseriktningen samt ledaren.
//PluggaSmart
Aha okej så jag kollar vilken komposant som är vinkelrät mot metallstavens rörelse och inte själva metallstaven? Då är det väll den horisontella komposanten (15 uT).
När jag ritar bilden vilken riktning får flödeslinjerna?
Lite förenklat kan man säga så i detta fall, ja. Egentligen ska både staven och dess rörelseriktning vara vinkelrät mot magnetflödet (har jag för mig). Vertikala flödeskomposanten får den riktning som du har ritat, om pilen pekar uppåt eller nedåt spelar oftast ingen roll. Det horisontella fältet brukar man rita ut som du har gjort, man kan också tänka sig att det fältet går inåt eller utåt (horisontellt) i figuren, det är ju fortfarande horisontellt. Ja, det är den horisontella komposanten, 15 uT.
//PluggaSmart
Okej så jag kan ha kvar bilden som den är? Eller ska jag vända staven 90°?
Bilden är bra som den är. Ett tips är att följa stegen jag skrev ovan. Tumregeln är förstås att metallstaven ska skära flödeslinjerna rätvinkligt, vilken man även kan göra genom att komposantuppdela magnetfältet, vilket redan har gjorts i uppgiften. Då räknar man med den vinkelräta komposanten.
Huruvida vi ska rotera staven 90 grader eller inte är en intressant fråga faktiskt. Hur skulle vi kunna argumentera här? Vilka anledningar finns till att rotera eller inte rotera staven?
//PluggaSmart
