Inducerad spänning i spole
Frågan lyder (sammanfattat):
50 st små permanentmagneter monteras runt fälgen på ett cykelhjul som löper genom ett ok där en spole är monterad.
Hjulet roterar 1,5 varv/s, varje magnet har tvärsnittarean 2 • 10-4 m2 och ger en magnetisk flödestäthet på B = 0,40 T.
Hur många varv behöver spolen lindas för att ge en spänning på 3 V?
Svar (sammanfattat):
75 magneter passerar oket per sekund, en magnet passerar oket på 1/75s och magnetfältets styrka går från B = 0 till sitt maxvärde Bmax= 0,40 T och sedan tillbaka till B = 0.
Tiden t = 1/75
Det tar tiden t/2 = 1/150 s för magnetfältets styrka att gå från B = 0 till sitt maxvärde Bmax = 0,40 T.
ϕ= B•A => 8 • 10-5
e = N • (dϕ/dt) ger
3 = N • (-8•10-5/(-1/150) =>
3 = N • 0,012
N = 250 varv
Min fråga är - hur tusan ritar jag en tillhörande graf?
e = dϕ/dt = N•ϕ•ω sin ω(t)
Är jag på rätt spår?
Tack på förhand
Förvirrad
En tillhörande graf av vad? Spänningen som funktion av tiden?
Trodde jag skrev det. Den inducerande spänningen som en funktion av tiden menar jag!
Faradays lag säger att:
Vi förstår att flödet i denna situation är en periodisk funktion som ser ut något som:
Detta därför att flödestätheten varierar periodiskt från till med avseende på tiden.
Vi får alltså spänningen som:
Där är en irrelevant konstant i sammanhanget då det mest är utseendet på grafen som är intressant.
Ok, vinkelhastigheten lär väl vara 3 pi eftersom hjulet roterar 1,5 varv per sekund?
Har försökt på flera sett men får inte till det.
Vad gör jag för fel?
Vilket max- och min-värde har funktionen du har skrivit? Stämmer det med uppgiften?
Φmax = 8 · 10-5
Φmin = 0
Jag föreställer mig något sådant för en period:
där kurvan visar flödestätheten. Är det flödestätheten B jag vill ha på y-axeln då? Det är vinkelhastigheten som förvirrar mig, vad jag anger där. Men vill jag ha flödestätheten som funktion av tiden så måste det vara dess max- och min-värde som är relevant?
Jag får inte till någon kurva alls. Jag får bara en rak horisontell linje, även om jag skriver magnetflödets maxvärde.
förvirrad skrev:Ok, vinkelhastigheten lär väl vara 3 pi eftersom hjulet roterar 1,5 varv per sekund?
Har försökt på flera sett men får inte till det.Vad gör jag för fel?
Det där är inte funktionen jag skrev...
där kurvan visar flödestätheten. Är det flödestätheten B jag vill ha på y-axeln då?
Erhm, det där är inte flödestätheten [T = Weber/m^2] utan flödet [Weber] och ser ungefär korrekt ut bortsett från att lutningen ska vara noll på sidorna. Strikt är de inte samma och kan se olika ut men i detta fallet har de ungefär samma utseende.
Jag får inte till någon kurva alls. Jag får bara en rak horisontell linje, även om jag skriver magnetflödets maxvärde.
Det är för att funktionen du skrev inte är en funktion av något, det är bara ett mycket lågt konstant värde vilket också Desmos matar ut som y = 0.00016.
Skriv funktionen så som jag skrev:
Här förstår vi naturligtvis att vinkelhastigheten är gånger frekvensen på magneter eller:
Så är fallet därför att vi har följande variation hos flödestätheten nedan:
Alltså att flödestätheten varierar mellan och med en frekvens på 75 gånger per sekund.
Då förstår jag, tack så mycket!