Magnetisk flukstetthet
Kraft mellom ledere og mellom ledere og magnet
Jf:
C03
Strøm
i jordmagnetisk felt
C04
Snurr rundt magnet
C05
Strømtiltrekking og -frastøting
Fysikk på roterommet:
Strøm i magnetfelt side 105
Ledningen hopper side 106
Utstyr:
Vekt som kan måle 10 mg
Strømkilde for likestrøm
Strømmåler
Motstand
Variabel spenningskilde
Variabel motstand
Strømmåler
Spole (hentet fra settet med Teltronrør)
"Punktformet" lyskilde'Koppertråd
Ledninger
Apparatet består av seks-sju små hesteskomagneter som er montert sammen så de danner et ca 5 cm bredt magnetfelt. Magneten står på en passende vekt og sånn at gapet vender opp. Magnetfeltet er da horisontalt. Den lederen vi senker nedi er også horisontal og vinkelrett på magnetfeltet. Da blir krafta på magneten fra lederen vertikal, noe som virker inn på vekta.
Tilførselslederne til den horisontale lederen er vertikale. Da blir de magnetiske kreftene på tilførselslederne horisontale og virker ikke inn på vekta.
Først får vi vekta i balanse med alt på plass, men uten strøm i lederen. Så setter vi på strømmen, og så sørger vi for å få vekta i balanse igjen. På denne måten finner vi krafta på magneten fra lederen.
Ved hjelp av spenning eller motstand kan vi variere strømmen og måle den med et instrument. Siden vi også kan velge ledere med ulike lengder, kan vi vise at krafta er proporsjonal med strømmen I og med lengden l av den horisontale lederen.
Vi kan måle krafta F,
strømmen og lengden av lederen, og da kan vi beregne flukstettheten
B
av formelen
F = I l B
som gjelder når flukstettheten
står vinkelrett på lederen. siden flukstettheten står
vinkelrett på lederen.
Sjøllaga strømvekt
AB er en rett leder som står inne i strømspole. Når det går strøm i spolen, står lederen vinkelrett på magnetfeltet, og krafta på lederen kommer til å virke loddrett. På tilførsels- ledningene virker det ikke vertikale krefter. ABCD er laget av en lett bøyelig isolert koppertråd, og den er montert slik at det skal lite kraft til for å flytte BC litt opp eller ned.
Vi må ha strømmålere, motstander og spenningskilde sånn at vi kan variere strømmen gjennom lederen og gjennom spolen. I vår oppstilling passet det med ca 2 A for både lederen og spolen.
....
.
F = I l B
der I er strømmen i lederen, l lengden av den rette delen og B den midlere magnetiske fluksen langs lederen.
Magnetisk flukstetthet midt i en
spole av denne typen er
B = µo i N/d
der i er strømmen
i spolen, N antall vindinger og D diameteren. Vi får
altså tilnærmet
F = µo I i
N l/d
Vi kan kontrollere denne likningen
ved dette forsøket.
Andre strømvekter
Det fins også strømvekter som bygger direkte på ampere- definisjonen, i den forstand at det er to rette ledere som trekker eller skyver på hverandre. Dette utstyret er så kostbart at bare de færreste skoler vil ha råd til å skaffe det. Vi har derfor ikke tatt det med her, enda det kanskje er det mest pedagogiske av strømvektene.