Fysik

En der kan forklare Lenz lov?

10. september 2014 af Mathnerdsx (Slettet) - Niveau: A-niveau

Det stykke ledning, vi har set på, forbinder vi til et kredsløb, så der kan gå en strøm. Når elektronerne kommer uden for magnetfeltet, vil de løbe gennem kredsløbet og hen til den ende af ledningen, hvor der nu mangler elektroner. Dette er princippet bag de generatorer, som danner strømmen på elværkerne.

Kredsløbet danner en simpel spole med én vinding, og det er interessant, at denne "spole" danner et magnetfelt, som i dette tilfælde går i samme retning som det oprindelige magnetfelt.

Den samlede magnetiske flux igennem "spolen" bliver mindre, fordi vi flytter ledningen. Det betyder, at den inducerede strøm danner et magnetfelt, som forøger fluxen.

Hvis vi havde bevæget ledningen nedad på tegningen i stedet, så ville den inducerede strøm i stedet have modvirket den voksende flux igennem "spolen". Dette er eksempler på en generel lov for induceret strøm.

Hvad jeg ikke forstår er hvorfor er dette sandt: Den samlede magnetiske flux igennem "spolen" bliver mindre, fordi vi flytter ledningen. Det betyder, at den inducerede strøm danner et magnetfelt, som forøger fluxen.

Brugbart svar (0)

Svar #1
10. september 2014 af mathon

Det fysiske fænomen observeres at adlyde:

Når antallet af magnetiske feltlinjer gennem spolen formindskes, induceres i spolen en induktionsstrøm i en sådan retning, at antallet af magnetiske feltlinjer øges.

Når antallet af magnetiske feltlinjer gennem spolen forøges, induceres i spolen en induktionsstrøm i en sådan retning, at antallet af magnetiske feltlinjer mindskes.

Brugbart svar (0)

Svar #2
10. september 2014 af mathon

Spolen reagerer "konservativt" over for $\frac{\mathrm{d}\Phi _\overrightarrow{B} }{\mathrm{d} t}$

$e_{ind}=-N\cdot \frac{\mathrm{d} \Phi _\overrightarrow{B}}{\mathrm{d} t}$

Brugbart svar (0)

Svar #3
11. september 2014 af hesch (Slettet)

#0: Naturen har en vis "vilje" til at omdanne visse energiformer til andre energiformer. Eksempel:

Hvis du løfter en sten, tilfører du den potentiel energi: E_pot = m * g * Δh. Naturen prøver, alt hvad den kan, at omdanne denne energiform til en anden, og slipper du stenen, vil den potentielle energi hurtigt omdannes til kinetisk energi: E_kin = ½ * m * v².

På samme måde, har fx en hesteskomagnet et magnetfelt i/omkring sig, der har en energitæthed:

E_magn = ½ * B * H [J/m³]

Naturen vil af med denne magnetiske energi, og derfor vil magneten tiltrække et jernåg, fordi luftgabet mellem magnet og åg dermed udskiftes med åg. Herved øges B-feltet ganske vist et smule, men H-feltet mindskes en faktor 1000, så energitætheden, og dermed energien, i det volumen som det tiltrukne åg udfylder, falder drastisk.

Jeg finder så i Wikipedia:

I korte træk siger Lenz's lov: Naturen vil modvirke en ændring af flux. ? ?

Jamen, hvis naturen mindsker fluxen, vil energitætheden da falde ?

Men naturens problem er jo: Hvilken energiform skal E_magn omdannes til ? Nu ved jeg ikke, hvor intelligent sådan et magnetfelt er, og hvad det håber på sker. Men det er jo ret smart, i et lukket kredsløb indeholdende en spole, at opretholde E_magn ( nu hvor der ikke er afsætningsmuligheder ) ved at inducere spænding → strøm i kredsløbet, i håbet om at een eller anden fummelfingret person kommer til at bryde kredsen. Når dette sker, trykker den magnetiske energi til, og omsættes til varme i lysbuen ved brydestedet. Når lysbuen dør ud er E_magn = 0.

Manøvren lykkedes.

Konklusion: E_magn og dermed B-felt*H-felt er konservative, af den simple grund, at energien ikke kan omsættes til andre energiformer, med mindre der insættes en modstand i kredsen, eller kredsen brydes.

Stenen forbliver i højden h, så længe du holder fast i den.

Skriv et svar til: En der kan forklare Lenz lov?

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.