Skissa graf inducerad spänning

Jag tror du tänker rätt, men e borde kanske vara 0 vid t=0, inte vid t=0.5 som du har ritat. Vad är rätt svar? Är rätt svar negativ inducerad spänning istället för positiv som du har ritat?

Hej!

Eftersom grafens lutning inte börjar luta uppåt förrän ca. 0,5 s tänker jag att dess derivata är noll tills dess.

Detta är facit:

Om du använder en linjal ovanpå flödeskurvan för att undersöka hur kurvans tangent ser ut vid olika tidpunkter så kommer du se att tangenten redan har börjat öka lite vid t=0.5s. Du kommer också att se att den konstanta tangentlutning som du tyckte dig se vid t=2.5-3.5s mer kan liknas från en kontinuerlig övergång från ökande till minskande tangentlutning. Men dess två saker är bara småsaker som jag inte tror att du skulle få stort poängavdrag av din lärare, så länge du beskriver med ord (precis som du har gjort härovan, jättebra!) hur du har tänkt när du skissat e-kurvan.

Men det som facit tycker att du har missat, är att facit har skissat ditt utseende på kurvan men med en spegling i x-axeln. Speglingen i x-axeln som facit har ritat är samma sak som att byta tecken på e (i frågeställningen pratar man, lite mystiskt, om "tecknet"). I en del läroböcker kan man se att den inducerade spänningen skrivs som  $e=-\frac{d\varphi }{dt}$istället för $e=\frac{d\varphi }{dt}$(vilken du har använt dig av). Och använder man sambandet med minustecknet så får man facits svar.

(se tex här https://www.formelsamlingen.se/alla-amnen/fysik/elektricitet/induktionslagen)

Problemet med denna uppgift är att den inte definierar vad som är positiv respektive negativ polaritet på e, så att du kan omöjligtvis lista ut, enbart av frågeställningen, om du ska skissa e på positiva eller negativa delen av y-axeln. Eftersom den inducerade spänningen strävar efter att motverka det pålagda flödet (Lenz lag), så brukar man normalt använda konventionen att e har omvänt tecken, men jag slår vad om att din lärobok redovisar formeln $e=\frac{d\varphi }{dt}$ och samt säger att riktningen (eller "tecknet") bestäms av Lenz lag.  Jag tycker själv att det är en dåligt formulerad fråga som fäster så stor vikt vid "tecknet", när uppgiften samtidigt inte definierar vilken teckenkonventionen som ska användas. Det hade varit mycket bättre om frågan hade varit formulerad som en bild på spolen, och man skulle redovisa, i bilden,  positiv och negativ potential på den inducerade spänningen.

Om du inte riktigt förstår vad jag skriver, fråga igen. Jag känner att läroböckerna hastar förbi detta med om vilket "tecken" som ska användas, utan att riktigt förklara. Om det sedan kommer en uppgift som fäster så stor vikt vid "tecknet" så blir man förvirrad.

Av nyfikenhet: Är uppgiften plockad ur din lärobok (som förmodligen skriver sambandet som $e=\frac{d\varphi }{dt}$ och hänvisar tecknet till Lenz lag), eller är uppgiften plockat från ett nationellt prov (som kanske förutsätter att ni lärt er sambandet med teckenkonvention som $e=-\frac{d\varphi }{dt}$)? Eller är uppgiften plockad någonannanstans ifrån?

Stort, stort tack för ditt utförliga svar!

Ja, det vi har fått lära oss är formeln för e utan minustecken framför samt att strömmens riktning (och därmed spänningens riktning, för strömmen går från + till -?) bestäms av Lenz lag. 

Hmm, vad menas med positiv och negativ potential på den inducerade spänningen? Positiv och negativ pol? Hur kan jag i sådant fall lista ut det utan information om flödestäthetens riktning?

Uppgiften är från en annan fysiklärare än den som undervisar oss :)

EDIT:Tycker du att detta är en bra lösning, eller behövs en motivering i text?

Det är just detta med "tecknet" på en spänning som är svårt att förklara om man inte har en bild (och det är därför som din lärobok utelämnar tecknet i formeln). En spänning har ju ingen egentlig riktning. En spänning har en plus-pol och en minus-pol, och var dessa poler sitter är jättesvårt att beskriva med enbart ett "tecken". Den lärare som gjort uppgiften skulle ha gjort en figur också, så att ni hade kunna rita ut polariteten med hjälp av Lenz lag. Istället förutsätter läraren att ni skulle ha använt ett "tecken" som denne beskrivit på en lektion, utan att tänka.

Din motivation tycker jag är jättebra. Den hade med säkerhet räckt.

Majskornet skrev:

Hur kan jag i sådant fall lista ut det utan information om flödestäthetens riktning?

Mycket bra fråga! Det går alltså inte om det inte finns en ritning där allt sådant framgår.

Jag håller helt med vad JohanF skrev och att den här uppgiften inte är bra. 

Tack för hjälpen, båda två!