Två vinkelräta magnetfält och kompassnålens vridning
Jag har löst deluppgift a) och fått att den magnetiska flödestätheten från spolen är 0,59 mT.
Däremot har jag lite problem att begripa deluppfigt b). Jag vet att samariummagnetens magnetfält är vinkelrätt mot spolens magnetfält, och jag vet hur den är placerad inuti spolen.
Nu, är kompassnålen placerad i nord-sydlig riktning eller öst-västlig riktning innan strömmen sänds i spolen? Enligt mina uträkningar är Bsamarium = 51,7×10^-6T vilket är fel. Enligt facit är svaret 6,8 mT. Var har det gått snett?
Det jordmagnetiska fältet kan vi bortse ifrån, det är ca 10ggr svagare än de andra fälten.
Från början pekar kompassen i riktning Bsamarium och när strömmen i spolen slås på så vrider den sig 5 grader.
Skulle du kunna förklara för mig varför kompassnålen pekar i riktning Bsamarium? Och hur vet vi att jordens magnetiska fält är 10 gånger svagare än de andra fälten?
Finns det någon konstant för jordens magnetiska fält som säger det?
Jag förstår att när inte strömmen leds in i spolen så genereras inte ett magnetfält kring spolen. Då har vi endast Bsamarium som är konstant och så har vi jordens magnetiska fält.
Jordmagnetiska fältet är i storleksordningen 50uT
Kompassnålen kommer att peka som det resulterande fältet (magneten och jorden)
Spolens är 590uT och det lyckas bara vrida nålen 5 grader så magnetens måste vara ännu större så det lilla jorden kan bidra med kan vi försumma. Dessutom ges inget värde på den i uppgiften.
Okej, spelar kompassnålens placering någon roll? Det står i uppgiften att kompassnålen är placerad "någon centimeter från spolen". Är den då placerad någon centimeter inifrån spolarna mot samariummagneten i mitten eller är den placerad någon centimeter utanför själva spolen rakt ovanför samariummagneten?
Det här menar jag när jag säger någon centimeter inifrån spolarna mot magneten i mitten.
Jag tolkar texten som att kompassnålen också är nära centrum på spolen och "någon centimeter" bredvid. Men det är inte kristallklart.
Så här ungefär:
Jag ser alltså en permanentmagnet som befinner sig i mitten av en spole rakt ovanför (birds eye). Strömmens riktning går nerifrån och upp, stämmer det? Kompassnålen befinner sig då någon centimeter utanför själva spolen och rakt ovanför magneten (eller till vänster om magneten bredvid spolen).
Kompassnålen är parallell med permanentmagneten innan strömmen leds och efter att strömmen leds in i spolen så vrids kompassnålens sydände mot magnetens nordände. Har jag tolkat bilden rätt?
Spolen står upp och ses i genomskärning. Strömmen i varje varv går in i där uppe och kommer ut där nere.
Japp, kompassnålen ställer sig parallellt med magneten och vrids 5 grader när strömmen slås på
Just det, genomskärning var det. Så kompassnålens placering påverkar inte resultatet, men det blir lättare att tolka resultatet om den placeras parallellt med permanentmagneten.
Nu har jag skapat en ritning och löst uppgiften på det här sättet, ser det korrekt ut?
Yessss!
En sak till bara, om vi betraktar kompassnålens läge på den här skissen, kan vi tolka det som att spolens magnetfält är starkare än permanentmagnetens? Kompassnålen är vriden närmare riktningen som spolens magnetfält har än permanentmagneten, dvs mera vågrätt än lodrätt.
Japp, stämmer.
Om fälten vore lika starka (och vinkelräta mot varandra) så skulle vinkeln bli 45 grader.
Kanon!
Och här ser vi också en omvänd placering av kompassnålen och permanentmagneten. Dvs permanentmagneten är placerad utanför spolen, medan konpassnålen är placerad inuti spolen.
Tycker du att svaret på uppgiften skulle bli detsamma om kompassnålen var placerad utanför spolen och permanentmagneten inuti precis som uppgiften vi nyss löst?
Ja, det viktiga är att båda är på "centrumlinjen" genom spolen. I bilden ovan en horisontell linje genom mitten på spolen.
Kolla också bilder på magnetfält och spolar, det finns säker en hel drös sådana på nätet.
Tack för hjälpen!
