Induktion med spänning
Hej!
Jag har en fråga om spänningen när en stavmagnet inducerar en spänning. När jag stoppar in nordpolen på stavmagneten in i en spole och mäter spänningen, får jag antingen en positiv eller negativ spänning. När jag drar ut samma magnet, borde jag få den motsatta spänningen (aningen +/- beroende på vilken spänning jag fick nör jag stoppade ner stavmagneten). Antingen är det att jag får en + spänning när jag stoppar in nordpolen och en - när jag drar ut den, elller tvärtom. Hur vet jag vilken spänning det blir och varför blir det så?
Den grundläggande principen är att om ett yttre tidsvarierande magnetfält läggs i en spole så induceras det en spänning mellan ändarna på spolen som har en sådan polaritet att, ifall den inducerade spänningen har en sluten strömslinga att driva en ström genom, så skulle denna ström flyta i en sådan riktning att magnetfältet som uppkommer till följd av strömmen försöker motverka ändringen i det pålagda yttre magnetfältet.
Detta beskrivs av induktionslagen
Det krävs många ord för att beskriva detta, lätt att röra ihop det, så det kanske är lättare med en figur:
Fältlinjerna hos magnetfältet i en stavmagnet är riktat som i figuren, löper från nordänden till sydänden utanför magneten. Det gör att om man för magneten med nordänden först in mot spolen från vänster som i bilden, så:
- Ökar det magnetiska flödet åt vänster inuti spolen
- Eftersom det då finns ett tidsvarierande flöde inuti spolen så kommer det att induceras en spänning mellan ledningsändarna på spolen.
- Denna spänning vill driva en ström genom spolens ledare, en ström vars egna magnetfält försöker att motverka magnetfältändringen ifrån magneten
- För att motverka magnetens magnetfältsökning åt vänster i figuren, så måste strömmen genom ledaren därför skapa ett magnetfält åt höger i figuren.
- Högerhandsregeln för ström och magnetfältriktning i en spole visar då att strömrikningen måste bli som i figuren.
- För att strömriktningen ska bli som i figuren så måste vänstra ledaränden på spolen ha högre potential än högra ledaränden.
Hänger du med?
JohanF skrev:Den grundläggande principen är att om ett yttre tidsvarierande magnetfält läggs i en spole så induceras det en spänning mellan ändarna på spolen som har en sådan polaritet att, ifall den inducerade spänningen har en sluten strömslinga att driva en ström genom, så skulle denna ström flyta i en sådan riktning att magnetfältet som uppkommer till följd av strömmen försöker motverka ändringen i det pålagda yttre magnetfältet.
Detta beskrivs av induktionslagen
Det krävs många ord för att beskriva detta, lätt att röra ihop det, så det kanske är lättare med en figur:
Fältlinjerna hos magnetfältet i en stavmagnet är riktat som i figuren, löper från nordänden till sydänden utanför magneten. Det gör att om man för magneten med nordänden först in mot spolen från vänster som i bilden, så:
- Ökar det magnetiska flödet åt vänster inuti spolen
- Eftersom det då finns ett tidsvarierande flöde inuti spolen så kommer det att induceras en spänning mellan ledningsändarna på spolen.
- Denna spänning vill driva en ström genom spolens ledare, en ström vars egna magnetfält försöker att motverka magnetfältändringen ifrån magneten
- För att motverka magnetens magnetfältsökning åt vänster i figuren, så måste strömmen genom ledaren därför skapa ett magnetfält åt höger i figuren.
- Högerhandsregeln för ström och magnetfältriktning i en spole visar då att strömrikningen måste bli som i figuren.
- För att strömriktningen ska bli som i figuren så måste vänstra ledaränden på spolen ha högre potential än högra ledaränden.
Hänger du med?
Ja, jag hängde med, men bara inte på den sista punkten, "-För att strömriktningen ska bli som i figuren så måste vänstra ledaränden på spolen ha högre potential än högra ledaränden." Varför blir det så?
Det går inte att driva en ström åt det hållet genom resistorn med mindre än att potentialen är högre på vänstersidan av motståndet.
Därför kan man dra slutsatsen om potentialskillnadens tecken, utifrån strömmens riktning.
