Rita ut krafter
Hej, hur gör jag här? Jag kom väldigt långt från facit och förstår inte alls hur facit fick det de fick. 
Hej,
Figur a visar två parallella ledare i vilka strömmen flyter snett upp åt höger.
Figur b visar två parallella ledare där strömmen flyter inåt i pappret på den vänstra ledaren, och utåt ur pappret på den högra.
Kan du förklara hur du tänkte och hur du satte ut krafterna.
Jag sökte lite så tror jag löst b. På a får jag riktningarna att repellera(?) istället för att attrahera. Så nåt har gått fel där. 
Jag tänker såhär när jag ser de två delfrågorna:
Det är två parallella strömförande ledare i båda fallen. En skillnad är att figurerna är ritade ifrån olika perspektiv, men det kan ju inte göra någon skillnad för hur ledarna påverkar varandra, eller hur?
Den andra skillnaden är att i a-uppgiften så flyter strömmen åt samma håll i ledarna, medan i b-uppgiften flyter strömmen åt motriktade håll. Det gör att jag intuitivt tycker att det borde bli någon slags skillnad för krafterna.
Eftersom uppgiften är att du ska rita kraften som ena ledaren påverkar den andra, och du vet att en strömförande ledare i ett magnetfält påverkas av en kraft, så är det kraften som ena ledarens magnetfält påverkar den andra ledaren som du ska rita ut. Hänger du med?
(Vän av ordning kan ju fråga sig varför inte en strömförande ledare påverkas av sitt eget magnetfält också... Svaret är att ledaren påverkar sig själv också, men det är överkurs på gymnasienivå så bry dig inte om det. Dessutom blir det lite som att försöka lyfta sig själv i håret, det händer inget 🙂)
Du ska alltså använda högerhandsregeln för att lista ut kraftens riktning som den ena ledaren påverkar den andra.
Kraften som den första ledaren påverkas av den andra ledaren med, får du fram genom att använda den första ledarens strömriktning, och hur magnetfältet från den andra ledaren träffar den första ledaren.
Kraften som den andra ledaren påverkas av den första ledaren med, får du fram genom att använda den andra ledarens strömriktning, och hur magnetfältet från den första ledaren träffar den andra ledaren.
Den här figuren ser bra ut. Tänk precis likadant om magnetfälten i den första figuren.
JohanF skrev:
Den här figuren ser bra ut. Tänk precis likadant om magnetfälten i den första figuren.
Nja, vad säger den här figuren om vad som kraften verkar på? På fältlinjerna? Visst kan man säga att fältlinjer repellerar varandra, och det ger rätt intuitioner om riktningen av kraften mellan parallella och antiparalella strömmar, men uppgiften handlar om kraften på ledare.
Och då förväntas något så här tycker jag:
Pieter Kuiper skrev:JohanF skrev:
Den här figuren ser bra ut. Tänk precis likadant om magnetfälten i den första figuren.
Nja, vad säger den här figuren om vad som kraften verkar på? På fältlinjerna? Visst kan man säga att fältlinjer repellerar varandra, och det ger rätt intuitioner om riktningen av kraften mellan parallella och antiparalella strömmar, men uppgiften handlar om kraften på ledare.
Och då förväntas något så här tycker jag:
Ja det är ju riktigt. Att krafterna som man ska rita ut i sitt svar verkar på ledarna står beskrivet i uppgifttexten tänker jag. Huvuduppgiften att först försöka reda ut är vartåt de pekar.
Men bra! Det är lätt hänt att ta saker för självklara.
Kraften som den första ledaren påverkas av den andra ledaren med, får du fram genom att använda den första ledarens strömriktning, och hur magnetfältet från den andra ledaren träffar den första ledaren.
Kraften som den andra ledaren påverkas av den första ledaren med, får du fram genom att använda den andra ledarens strömriktning, och hur magnetfältet från den första ledaren träffar den andra ledaren.
Är det inte det jag har gjort i min bild? Tänkte något liknande men det måste ha gått snett nånstans.
Första bilden är hur den nedre ledarens magnetfält påverkar den övre. Så allt till vänster går ut ur papperet. Med högerhandsregeln tar jag min vänstra hand (elektron), tummen snett neråt vänster. Pekfingret ut ur papperet (prickar mellan ledarna) vilket ger att kraften i den nedre ledaren går snett neråt höger. Sedan gör jag samma sak med den övre ledaren. Var har jag tänkt fel?
Första bilden är hur den nedre ledarens magnetfält påverkar den övre. Så allt till vänster går ut ur papperet.
Jag hänger med på hur du tänker. Det är ok.
Med högerhandsregeln tar jag min vänstra hand (elektron), tummen snett neråt vänster. Pekfingret ut ur papperet (prickar mellan ledarna)
Jag hänger med. Det är ok. (Men varför använder du vänsterhanden på högerhandsregeln, och sätter tummen i elektronernas riktning?)
vilket ger att kraften i den nedre ledaren går snett neråt höger.
Kan du förklara hur du tänker här? Vilken kroppsdel på dig pekar i kraftens riktning?
Jag hänger med. Det är ok. (Men varför använder du vänsterhanden på högerhandsregeln, och sätter tummen i elektronernas riktning?)
Läste detta. Ström är elektroner som rör sig och pilarna verkar visa strömmens riktning. 
Kan du förklara hur du tänker här? Vilken kroppsdel på dig pekar i kraftens riktning?
Tänker att tummen går snett neråt vänster. Pekfingret ut från papperet, vilket ger automatiskt att långfingret går snett neråt höger, tror jag. Emmm… skulle säga att det kraften missar min högra sida precis, kanske midjan.
Hejsan266 skrev:Jag hänger med. Det är ok. (Men varför använder du vänsterhanden på högerhandsregeln, och sätter tummen i elektronernas riktning?)
Läste detta. Ström är elektroner som rör sig och pilarna verkar visa strömmens riktning.
Kan du förklara hur du tänker här? Vilken kroppsdel på dig pekar i kraftens riktning?
Tänker att tummen går snett neråt vänster. Pekfingret ut från papperet, vilket ger automatiskt att långfingret går snett neråt höger, tror jag. Emmm… skulle säga att det kraften missar min högra sida precis, kanske midjan.
Jo, du gör helt riktigt. Det är en bra ide att använda vänsterhanden för elektroner. Men när strömriktningen är utsatt i figuren så tycker jag att det enklaste är att sätta högerhandens tumme i strömriktningen så slipper jag låtsas att vänsterhanden är högerhand. Men gör som det känns bäst för dig, bara det blir rätt.
Det som blir fel för dig, har inte med ditt val av hand att göra, utan det har med att börjar ditt resonemang med att titta på hur den övre ledaren påverkas
Första bilden är hur den nedre ledarens magnetfält påverkar den övre.
Men i sista meningen i samma resonemangskedja så konstaterar du att du kommit fram till hur den nedre ledaren påverkas.
vilket ger att kraften i den nedre ledaren går snett neråt höger.
Hänger du med?
Inte riktigt. Hur har det blivit så? Jag tänker ju att om jag tar reda på kraften på den undre, borde det visa hur det påverkar den övre (nu verkar det vara luften dock).
Om jag ska använda högerhanden, är den enda skillnaden då att jag har tummen riktat åt strömmen istället för rörelseriktningen?
Om jag ska använda högerhanden, är den enda skillnaden då att jag har tummen riktat åt strömmen istället för rörelseriktningen?
Ja. tänk att strömriktningen är (per definition) en rörelse av positiva laddningar.
nte riktigt. Hur har det blivit så? Jag tänker ju att om jag tar reda på kraften på den undre, borde det visa hur det påverkar den övre (nu verkar det vara luften dock).
Nä. Om du resonerar dig fram till med vilken kraft den undre ledaren påverkar den övre, så måste du rita ut kraften så att man ser att den utgår ifrån den övre (Det var detta som Pieter nämnde var viktigt i inlägg#5) och det är så facit har gjort.
Generellt gäller när man ritar kraftpilar, att det är det föremål som påverkas av en kraft som man ritar kraftpilen ifrån.
Så slutsatsen är att om jag vill veta hur den undre ledaren påverkar den övre får jag ta högerhandsregeln på den övre ledaren? Kraften jag får från den ska sedan ritas ut på den undre ledare. Magnetfältet är prickarna då???
Jag förstod inte riktigt det Pieter skrev. Går det att förtydliga?
Vi lämnar ledarna och magnetfälten för en stund och tittar på nåt annat istället.
Tänk dig att de två strömförande ledarna istället är två personer som har snöbollskrig med varandra. Snöbollarna som kastas motsvarar magnetfälten i din uppgift, dvs snöbollarna förmedlar en kraftväxelverkan mellan de två personer som deltar i snöbollskriget.
Om man ska betrakta hur den nedre personen påverkar den övre personen, så måste man titta på de snöbollar som den nedre personen kastar mot den övre. Det är ju snöbollarna som kommer från den nedre personen som träffar den övre, och som får den övre personen att tappa balansen. Det kan du rita med en kraftpil på den övre personen som får den att ramla omkull.
De snöbollar som den övre personen kastar mot den nedre personen påverkar ju inte den övre personen, eller hur?
På samma sätt får du tänka i uppgiften, om vems magnetfält som påverkar vem, och var kraften ska ritas.
Det är den nedre ledarens magnetfält som påverkar den övre strömförande ledaren. Vilket du ritar med en kraftpil på den övre ledaren.
Hänger du med?
JohanF skrev:De snöbollar som den övre personen kastar mot den nedre personen påverkar ju inte den övre personen, eller hur?
Rekyl?
Jag tycker att det här blir mycket lättare utan att blanda in fält. Det gör man ju inte heller så detaljerat med gravitationen eller coulombkraften. Det kan räcka med att konstatera att två elektriska strömmar utöver en kraft på varandra, attraktiv när strömmarna är parallella, repulsiv när de är antiparallella.
En tidigare definition av ampere var baserad på denna kraft: https://sv.wikipedia.org/wiki/Ampere#Definition_före_maj_2019 
Men om man vill ha en bakgrund om varför är riktningarna är som de är, kan man resonera utifrån energi i magnetfältet. Och det går att beskriva som att "magnetiska fältlinjer repellerar varandra". Vid antiparallella strömmar uppstår ett starkt fält mellan ledarna och det gör att kraften är repulsiv. (Jag vet att det inte står så i skolböckerna nuförtiden.)
https://www.falstad.com/vector3dm/vector3dm.html?f=InverseRotationalDipole&d=streamlines&sl=none&st=20&ld=7&a1=30&rx=0&ry=0&rz=0&zm=1.2
Vid parallella strömmar är fältet mellan dem litet och då är kraften mot varandra:
https://www.falstad.com/vector3dm/vector3dm.html?f=InverseRotationalDouble&d=streamlines&sl=none&st=20&ld=7&a1=30&rx=0&ry=0&rz=0&zm=1.2
Eller så behandlar man det med relativitetsteori. Det är mycket snyggare, fast lite abstrakt.
Rekyl?
Sällan är en liknelse exakt lika 😁
Jag tror det. Så det jag gör är att ta reda på den undre ledarens magnetfält och därefter dess kraft sedan tar jag kraften och ritar ut på den övre. Med snöbollsexemplet blir det typ att den undre ger upphov(?) till allt men i slutändan påverkar det den övre ledaren?
Så om strömmarna är parallella vet jag direkt att krafterna är riktade mot varandra. Om inte, är krafterna riktade från varandra?
Hejsan266 skrev:Så om strömmarna är parallella vet jag direkt att krafterna är riktade från varandra.
Nej. Jag gav redan den här bilden:
Ja, skulle stå mot varandra. Råka skriva fel.
Hejsan266 skrev:Så slutsatsen är att om jag vill veta hur den undre ledaren påverkar den övre får jag ta högerhandsregeln på den övre ledaren? Kraften jag får från den ska sedan ritas ut på den undre ledare. Magnetfältet är prickarna då???
Jag förstod inte riktigt det Pieter skrev. Går det att förtydliga?
"En strömförande ledare med längd L och strömmen I påverkas av en kraft F ifrån ett magnetfält B där ledaren befinner sig. Sambandet beskrivs av formeln F=BIL."
...står det någonstans i din lärobok (eller med liknande formulering).
Det betyder att:
- Kraften som påverkar ledaren i formeln bryr sig inte om vem eller vad som har skapat magnetfältet B i formeln. B skulle ha kunnat ha skapats av jordklotet (jordmagnetiska fältet), eller någon annan permanentmagnet. Sådana uppgifter har du säkert räknat. Magnetfältet kan såklart då också ha kunnat skapats av en strömförande spole som är placerad intill ledaren i formeln. Eller som i din uppgift är det en annan strömförande ledare som orsakar magnetfältet, och som därmed också orsakar kraften på ledaren i formeln.
- kraften F som du räknar ut med formeln kan visualiseras i en figur som en kraftpil, ritad ifrån ledaren i formeln, i den riktning som högerhandsregeln visar.
Du måste alltså hålla reda på vilken ledare du räknar ut kraften på, och vilken ledare du räknar ut magnetfältets storlek ifrån som orsakar kraften.
Ja så utifrån det du skrev här
Det är den nedre ledarens magnetfält som påverkar den övre strömförande ledaren. Vilket du ritar med en kraftpil på den övre ledaren.
Så tar jag reda på magnetfältet från den nedre ledaren och gör högerhandsregeln på den ledaren. Riktningen på kraften ritas ut på den övre är hur jag förstått det.
Om jag ska räkna ut kraften som ritas ut på den övre tar jag magnetfältet från den undre och strömmen från den övre och sätter in i formeln F=BIl.
Ja, du måste faktiskt använda högerhandsregeln två gånger. Först för att ta reda på åt vilket håll magnetfältet är riktat, sedan för att ta reda på kraftigt ingen i F=BIL.
Hänger du med?
Tillägg: 1 mar 2025 20:30
Oj, där ryckte autocorrect in!
...sedan för att ta reda på hur kraften är riktad i F=BIL.
JA!!! Äntligen, förstår precis.
