Magnetism 2


Harmonisk svängning som modell för att beskriva fenomen inom vardag och teknik.
Reflektion, brytning och interferens av ljus, ljud och annan vågrörelse.
Stående vågor och resonans med tillämpningar inom vardag och teknik.
Orientering om ljudstyrka och dopplereffekt.
Samband mellan elektriska och magnetiska fält: magnetiskt fält kring strömförande ledare, rörelse av elektrisk laddning i magnetiskt fält, induktion och några tillämpningar, till exempel växelspänningsgeneratorn och transformatorn.
Våg- och partikelbeskrivning av elektromagnetisk strålning. Orientering om elektromagnetiska vågors utbredning. Fotoelektriska effekten och fotonbegreppet.
Materiens vågegenskaper: de Broglies hypotes och våg-partikeldualism.
Fysikaliska principer bakom tekniska tillämpningar för kommunikation och detektering.

Som beskrivits tidigare är ett magnetfält en egenskap rymden får av strömmen.

Kraftfältet runt strömförande ledare är koncentriska cirklar runt ledaren.

Man kan beräkna magnetfältets storlek i en viss punkt med hjälp av Biot -Savart’s lag:
dB = μIsinα ds/(4πr2).

Med Ampere’s krets lag kan man beräkna magnetfältet runt en strömförande ledare , en lag inom elektrodynamik som beskriver det magnetfält som alstras av en elektrisk ström. Lagen upptäcktes av André-Marie Ampère och formuleras att cirkulationsintegralen av den magnetiska fältstyrkan H är lika med strömmen innesluten av konturen, eller

\oint_C \mathbf{B} \cdot \mathrm{d}\boldsymbol{\ell} = \mu_0 \iint_S \mathbf{J} \cdot \mathrm{d}\mathbf{S} = \mu_0I_\mathrm{enc}

.Se en tillämpnng av lag längst ned på sidan.
Lagen kan härledas ( Stokes lag)med  från den differentiella formen av Ampères lag,

\mathbf{\nabla} \times \mathbf{B} = \mu_0 \mathbf{J}

som utgör en av Maxwells elektromagnetiska ekvationer.

Ur dessa kan man även teoretiskt härleda den på empiriska grunder postulerade Faraday’s induktionslag.
V = -δΦ/δt.

Innebörden av detta är att ett varierande magnetiskt flöde Φ ger upphov till en spänning i en sluten krets som exponeras för ett varierande magnetiskt flöde.

Tillämpning på en cirkelformig kontur med radie r centrerad kring en rak ledare med ström I ger att den magnetiska fältstyrkan H ges som 2πr H = I, eller att den magnetiska flödestätheten B(r) = μ0H = 2.10-7 I / r där μ0 är den magnetiska permeabiliteten i vakuum. I SI-systemet används denna form i definitionen av enheten ampere, via den kraft som verkar ömsesidigt på två oändliga och parallella ledare som genomlöps av en lika stor ström.

Ex. Beräkning av magnetfältet runt en lång rak ledare genomfluten av strömmen Imed hjälp av Amperes lag:

Som integrationsväg väljer vi en cirkel med radien r centrerad kring ledaren.

Längs denna är den magnetiska flödestätheten konstant B och kan därför lyftas ut och placeras framför integraltecknet.

B∫ds = μ0I

Kurvintegralen ∫ds = 2πr vilket helt enkelt är cirkelns omkrets.

Således blir B = μoI/(2πr)

Annonser

Om mattelararen

Licentiate of Philosophy in atomic Physics Master of Science in Physics
Det här inlägget postades i Fysik 2, Gymnasiefysik(high school physics) och har märkts med etiketterna . Bokmärk permalänken.

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s