Magnetiska Fält - StuderaSmart

Introduktion till Magnetism

• Magnetiska fält finns överallt omkring oss.
• Vanliga magnettyper:
  • Stavmagnet: Har en nord- och sydpol; ofta rödmarkerad nordpol.
  • Hästskoformad magnet: Ena halvan är nordpol, andra sydpol.
  • Jordens magnetfält: Omger jorden; sydpol på geografiska nordpolen och vice versa.
• Delning av en stavmagnet skapar nya nord- och sydpoler.
• Magnetiska fält riktas alltid från nordpol till sydpol.

Magnetfält kring en lång rak ledare

• Ström genom en ledare skapar ett magnetfält runt den.
• Magnetiska flödestätheten (B) mäts i tesla (T).
  • Formel: ( B = \frac{\mu_0 I}{2\pi r} )
  • ( \mu_0 ) är en konstant (( 4,00 \times 10^{-7} )).
  • I = strömstyrkan (A), r = avstånd från ledaren (m).
• Exempel: Elektronen Erik påverkas med en flödestäthet av ( 2,0 \times 10^{-5} T ).

Magnetfältets riktning

• Magnetfältet kring en strömförande ledare cirkulerar runt ledaren.
• Handregel: Använd höger hand, tummen i strömmens riktning, fingrar visar fältriktning.

Spolar

• Spole: Ett metallrör lindat med strömledande tråd.
• Ju fler varv och högre ström, desto starkare magnetfält.

Långsträckt spole/solenoid

• Definieras genom att vara längre än dess diameter.
• Flödestäthet: ( B = \frac{\mu_0 NI}{l} )
  • N = antal varv, I = ström (A), l = längd (m).

Magnetfältets riktning i en spole

• Går från syd till nord inom spolen och nord till syd utanför.
• Handregel för spole: Tummen i fältriktning, fingrar visar strömriktning.

Kraften på en strömförande ledare i ett magnetfält

• Kraftberäkning: ( F = BIl )
  • F = kraft (N), B = flödestäthet (T), I = strömmen som orsakar fältet, l = längd av ledaren.

Kraft på en laddad partikel i en ledare

• En partikel påverkas av en kraft när den rör sig vinkelrätt mot magnetfältet.
• Handregel: Pekfinger = fältets riktning, tumme = partikelriktning, långfinger = kraftriktning.
• Negativ laddning: Tummen pekar motsatt partikelns rörelse.
• Kraften: ( F = qvB )
  • q = laddning, v = hastighet.

Inklination

• Vinkeln magnetfältet har på en plats.
• I Sverige ~71 grader, minskar mot ekvatorn.
• Exempelberäkning med inklination: Vertikalkomposant påverkar kraftberäkning.

Deklination

• Kompassmissvisning: Geografiska och magnetiska poler ligger inte på samma plats.

Magnetiska material

• Ferromagnetiska material: Naturliga magneter som järn, kobolt, nickel.
• Magnetiska fält uppstår från elektroners rörelser i atomer.