Fysik

lukket leder sløjfe

02. juni 2013 af chpe04 (Slettet) - Niveau: A-niveau

en 60 cm lang kobbertråd med tværsnit 1mm2 er formet som et retangel, hvor de to sider er dobbeldt så lange som de to andre. de to ender er forbundet. retanglet befinder sig i et magnetfelt med fluxtætheden B=0,9T og drejes med 1200 omdr/min om en linie vinkelret på magnetfeltes retning Beregn middelværdien af den inducerede stømstyrke.                                                         jeg har kigget længe i min bog og synes ikke jeg kan finde en formel der passer, hvor man skal bruge tværsnitarealet, så håber nogen kan hjælpe evt også med et link til teori. den formel jeg kommer det nermest er E=B*l*v


Brugbart svar (0)

Svar #1
02. juni 2013 af dikkelmikkel (Slettet)

Der bliver induceret en elektromotorisk kraft og Faradays lov kan give svaret:

Fluxen er F = ∫ |B|cos(ωt) dA

Alt er konstant i integralet:  F = |B| A cos(ωt)

Så den elektromotoriske kraft emf = -dF/dt =  |B| A sin(ωt)ω

Strømmen er via Ohms lov:  emf = R*I <=>  I = |B| A sin(ωt)ω /R

Men vi er interesserede i absolutstørrelsen af strømmen:  |I| = | |B| A sin(ωt) ω /R |

Hvor fx enheden afslører at vi skal integrere for at få gennemsnittet og huske at dividere med intervallet vi integrerer over hvor intervallet t skal være over en periode T = 2Pi/omega

|I| = 1/(2Pi/omega)  ∫  | |B| A sin(ωt) ω /R | dt

Ved indsætelse fås(regn arealet ud fra længden af tråden og resistansen kan slås op eller be):

| I | = 0.6 mA

forresten kan arealet af løkken fås ved ligningen for omkredsen af løkken 2*a + 4*a = 60 cm <=> a = 10cm

og resistansen er :  R = 1.7*10^(-8)ohm*cm * L /A hvor L=60 cm

spørg endelig for det er måske mere kompliceret end nødvendigt hvis du bare kan starte fra en færdig formel.


Brugbart svar (0)

Svar #2
02. juni 2013 af dikkelmikkel (Slettet)

Tilføjelse til svaret i #1

enheden afslører Ikke at vi skal integrere, men gennemsnittet tages som et integral, jeg håber du har set det før, men ellers så tænk på integralet som en sum .

 


Svar #3
02. juni 2013 af chpe04 (Slettet)

noget har jeg set før, men ikke det hele, har lidt svært ved at finde rund i det du skriver. hvilken lære bog har du det fra, for den jeg har er det ikke så godt beskrevet.


Brugbart svar (0)

Svar #4
02. juni 2013 af dikkelmikkel (Slettet)

Nej, det er også en lidt svær en, men det er noget jeg kan huske fra Griffiths: "Introduction to Electrodynamics"

 

Så det jeg gør er:

1. At finde spændingen i loopet som jeg skriver emf via Fluxen som er integralet over fluxtætheden.

2. Finde strømmen afhængig af tiden t via Ohms lov U = RI eller som jeg skrev emf = RI

3. Jeg bruger at gennemsnittet for en kontinuert funktion kan findes ved et integral og argumenterer for at det er | I | vi er interesserede i

4. Jeg beregner arealet af loopet som må have sidelængderne a og 2a så omkredsen er 60cm = 2a+4a (2 af hver side)

5. Så beregner jeg resistansen R af løkken som R  = ρ * L / A og A =1mm^2(undskyld dobbelte brug af A) og ρ er resistiviteten af kobber,

håber det er mere klart.


Brugbart svar (0)

Svar #5
03. juni 2013 af hesch (Slettet)

#1:  Din metode er i princippet rigtig, men jeg kan ikke få resultatet ( 0,6 mA ) til at passe med "høkerregning".

Transformatorformlen: Urms = 4,44*f*N*A*B = 1,6 Vrms

f = 20Hz,  N = 1 vinding,  A = 0,02 m2,  B = 0,9 T

R ≈ 0,018 Ω/m * 0,6 m = 0,0108Ω

Irms = Urms / R = 148 A

| I |mid = Irms / 1,1 = 135 A

Det er en kraftig strøm, men også en imponerende fluxtæthed.    :)

PS:   Tråden fordamper ! !


Skriv et svar til: lukket leder sløjfe

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.