Magnetisme er et fysisk fænomen som optræder

Præsentationer af emnet: "Magnetisme er et fysisk fænomen som optræder"— Præsentationens transcript:

1 Magnetisme er et fysisk fænomen som optræder
hvor elektroner er i bevægelse (dog ikke alle elektroner, se de næste sider). Magnetisme knytter sig dels til bestemte materialer, dels til strømførende ledere.

2 Ved de fleste grundstoffer er de to elektroner i de enkelte elektronbaner,
og elektronernes spin bliver derfor ophævet: Spin er en dobbelt rotation: Jorden roterer om solen, samtidig med at jorden roterer om dens egen akse. Elektronerne roterer om atomkernen (med protoner og neutroner), samtidig med at de roterer om deres egen akse.

3 Magnetisme knytter sig til bestemte materialer
Ved Fe, Ni og Co er der kun en elektron i en enkelt elektronbane, og elektronernes spin bliver derfor ikke ophævet.

4 Et område af et metal (Fe, Ni eller CO) hvor elektronernes spin er koordineret

5 Et område ( kaldes ”domæne”)
af et metal (Fe, Ni eller CO) hvor elektronernes spin er koordineret

6

7 Domæneteori for magnetisme
Domæneteori for magnetisme ”Småmagneter” befinder sig i nogle områder, som kaldes domæner. I disse områder peger de alle i samme retning. Et ferromagnetisk materiale bliver magnetiseret, hvis alle disse domæner peger i samme retning. I et ikke-magnetisk stadie er domænerne rodet sammen, så den magnetiske effekt er blevet neutraliseret                                              

8 Magnetiske grundstoffer: Fe Ni Co (samt grundstof 58-71)

9 To ens poler frastøder hinanden mens to forskellige poler tiltrækker hinanden.
En magnet har altid to poler, en nordpol og en sydpol. Feltet går fra nordpol til sydpol. Det tegner vi så feltlinierne går udad ved nordpolen og indad ved sydpolen  Den simpleste magnet, vi kender, er en stangmagnet. En stangmagnet er en dipol. Ordet dipol betyder "to poler", netop fordi magnetpoler altid optræder i par.

10

11 http://www. youtube. com/watch
Ovenstående på dansk , filen skal gemmes og åbnes:

12 Jordens magnetfelt i Danmark er ca. 50 µT = 0,00005 Tesla
Se:

13

14

15

16 Strømførende ledere B = Magnetens styrke
I 1820 påviste Hans Christian Ørsted, en af elektromagnetismens opdagere, ved et berømt forsøg, at der er et magnetfelt rundt om en strømførende leder, stærkere jo større den elektriske strømstyrke (I) er, svagere jo større afstanden (r) til lederen er. Vha. Ampères lov kan man vise at den magnetiske fluxtæthed rundt om en lang, lige leder er givet ved             hvor μ0 er vakuumpermeabiliteten. B = Magnetens styrke

17 Galvanometer……næsten det samme som et amperemeter
Magnetfeltets styrke afhænger jo af strømstyrken (se formelen herover). Det udnyttes i et amperemeter, hvor udslaget netop bliver stort, når strømstyrken er stor.

18

19 det er vedtaget at ”strømmen går fra ”+” til ”-”
Tommelfingerreglen Lad tommelfingeren pege i strømmens (se note om strømmens retning) retning i en ledning, så vil ledningens cirkulære magnetfelt have samme retning som fingrene peger i. Note om strømmens retning: Elektronerne strømmer fra batteriets minus-pol til batteriets plus-pol……. MEN…. det er vedtaget at ”strømmen går fra ”+” til ”-”

20 Tommelfingerreglen - - - + + +

21

22

23 Ofte er vi interesseret i et kraftigt magnetfelt.
Derfor tænker vi i retning af spoler…..her en spole blot med en vinding.

24 … og her nogle spoler med lidt flere vindinger…
… og her nogle spoler med lidt flere vindinger…. Og magnetfeltet bliver kraftigere..

25 Nordpolens placering ved en elektromagnet.
Når strømmen tændes, så bliver sømhovedet en nordpol, og stangmagneten drejer væk. Husk at have en spole eller en pære med i kredsløbet – ellers kortslutter kredsløbet.

26 Ved hjælp af tommelfingerreglen (brug højre hånd+gammel strømretning) forudsiges det, at sømmets spids bliver en nordpol

27 På billedet er strømmen slået fra, d. v
På billedet er strømmen slået fra, d.v.s at stangmagnetens nordpol tiltrækker jernsømmet. Når strømmen tændes, ja så bliver sømspidsen en nordpol, og stangmagneten drejer væk. Husk at have en spole eller en pære med i kredsløbet – ellers kortslutter kredsløbet.

28 Magnetfeltets styrke afhænger jo af strømstyrken.
Derfor er det vigtigt at vi har styr på ohms lov (U=R.I), hvor det fremgår at strømstyrken afhænger af spændingen (U) og modstanden (R).

29 N = antal vindinger I = strømstyrke B = Magnetens styrke

30 Bruges til at forudsige spolens nordpol… og dermed også sydpol
Gribereglen Grib om spolen med højre hånd og fingerspidserne i strømmens retning. Nordpolen er da til tommelfingersiden

31 Anvendelser af elektromagneter.

32 Jævnstrømsmoter (DC-moter) og vekselstrømsmotor (AC-motor)
Videoerne herunder omhandler kun jævnstrømsmotoren

33 Induktionsstrømmens styrke.
Den inducerede spænding afhænger af tre ting: - Spolens vindingstal. - Hvor hurtigt magneten bevæges. - Magnetens styrke.

34

35

36

37

38 Spændingen gennemløber en periode: en bølgetop og en bølgedal
Frekvens = antal perioder på et sekund Frekvens måles i Hertz F = 1 / T (T= periodetid, f=frekvens) Frekvensen i DK = 50 Hertz Oscilloskop viser disse perioder. Oscilloskop viser maksimalspænding. Voltmeter viser effektiv spænding. En periode (indeholder 2 strømstød, et i hver retning)

39

40

41 Ensretteren tillader kun
strømmen at løbe den ene vej.

42 Vekselstrømmen kommer med den orange
ledning, og jævnstrømmen kommer ud ved + og –

43 Strømmen udglattes med en
kapacitor (også kaldet kondensator), nu er det rigtigt jævnstrøm.

44 På dansk ”Vekselretter”, omsætter jævnstrøm til vekselstrøm

45 Transformation Vekselstrømmen på primærspolen laver et
Vi transformerer strømmen for at tilpasse spændingen (tænk på vores strøm-forsyninger, her kan vi frit indstille strømmen til den spænding, vi ønsker) og optimere transmissionsnettet (derfor har vi højspænding i strømmen, der kommer fra kraftværket) Vekselstrømmen på primærspolen laver et vekslende magnetfelt Det vekslende magnetfelt inducerer en ”ny” vekselstrøm i sekundærspolen.

46 Strømforsyning, husk VEKSELSTRØM

47 Skolens strømforsyninger, her kan vi frit indstille strømmen til den spænding,
vi ønsker. Bemærk jernkernen med de to spoler (se næste side).

48 Bemærk jernkernen med de to spoler

49 Energiomsætning, her omsættes energien
i vekselstrømmen til et varierende magnetfelt (som vi kender ved en elektromagnet). Energiomsætning, her omsættes energien i det varierende magnetfelt til en vekselstrøm (som vi kender ved induktion)

50 Bogens formel, kan også skrives på denne måde.

51

52

53

54 Her ”glemmer” vi energitabet, der er ved energiomsætningen.

55

56

57 1. Kinetisk energi eller bevægelsesenergi.
Ekin = ½ · m · v2 hvor m er vægten i kg, v er hastigheden i m/s

58

59

60

61

62

63 Magnetic Levitation Train
Shanghai Maglev Train The train can reach 350 km/h in 2 minutes, with a maximum speed in normal operation of 431 km/h. During a test run on 12 November 2003, the vehicle achieved a top speed of 501km/h, which currently stands as the speed record for Transrapid vehicles. The Shanghai Transrapid project took 10 billion yuan (1.2 billion US dollars) and 2.5 years to complete the 30.5 km (19 miles) track.

64

65

66

67

68

69

70

71

72 Ørsteds regel Hold højre hånd med fingerspidserne i strømmens retning. Ledningen skal være mellem magneten og håndfladen. Magnetens nordpol vil da slå ud til tommelfingersiden.

73

74

75

76

77

78

79