Induktio-ongelma

Sähköjohtimesta on tehty suljettu lenkki. Lenkin johtimen resistanssi R on 1 Ohmi ja olkoon pituus l vaikka 1 m.

Nyt jos magneettikentän muutoksella aiheutetaan johtimeen 1 Ampeerin virta, mikä jännite on 10 cm pätkä yli. Entä 0,5 m:n tai 0,75 m:n yli?
19221
Äänestä

Muut lukivat myös

Vastaukset 19

Vanhimmat

Koko lenkin jännite on 1 voltti. Jännite 0,5 m yli on tietenkin 0,5 V. Mittaamalla ei sitten suurempaa jännitettä löydy, vaikka teoreettinen maksimi on 1 V.

Äänestä

Jännite on nolla joka välillä koska lähdejännite ja resistanssin jännite kumoavat toisensa?

Äänestä
  • Sitten lenkissä ei kulkisi virtaakaan.

    Äänestä

  • Ajattelin että johdin on jaettu n->∞ osaan, joista jokainen sisältää jännitelähteen ja sisäisen vastuksen. Virta "generoidaan" näihin sisäisiin vastuksiin.

    Ensiksi ajattelin paristoja kytkettynä lenkkiin ja näihin paristoihin sisäiset resistanssit.

    En tiedä näiin äkisti ajatellen käykö jännitelähteet tähän vai virtalähteet.

    Korjaan nimimerkkiä

    Äänestä

  • Siis muuttuvassa magneettivuossa on oikosuljettu rengas, jonka vastus 1 Ohm ja virta 1 A.

    Jos lenkki olisi avoin, niin johdon päistä voitaisiin mitata induktiojännite.

    Jos otetaan oikosuljetulta renkaalta pisteet A ja B, niin Asta Bhen voidaan mennä kahta reittiä. Kuitenkin jännite täytyy olla pisteessä B yksi ja sama U_B. Sitä voidaan verrata pisteen A jännitteeseen U_A. Virta kuitenkin kiertää eri suuntaan. Esim. "pitkän kautta" virta voi mennä myötäsuuntaan Asta Bhen, mutta "lyhyen kautta" se menee sitten vastasuuntaan Bstä Ahan. Johdon vastuksen voittamiseen tarvittavat jännitteet ova eri suuntaiset. Jännitteet ovat myös eri suuruiset, koska johdonpätkät ja siten vastukset ovat erlaiset, mutta virta on sama.

    Ainut mahdollisuus taitaa tosiaan olla, että mitattavia jännite-eroja ei ole.

    Äänestä

  • nuinkohan kirjoitti:

    Siis muuttuvassa magneettivuossa on oikosuljettu rengas, jonka vastus 1 Ohm ja virta 1 A.

    Jos lenkki olisi avoin, niin johdon päistä voitaisiin mitata induktiojännite.

    Jos otetaan oikosuljetulta renkaalta pisteet A ja B, niin Asta Bhen voidaan mennä kahta reittiä. Kuitenkin jännite täytyy olla pisteessä B yksi ja sama U_B. Sitä voidaan verrata pisteen A jännitteeseen U_A. Virta kuitenkin kiertää eri suuntaan. Esim. "pitkän kautta" virta voi mennä myötäsuuntaan Asta Bhen, mutta "lyhyen kautta" se menee sitten vastasuuntaan Bstä Ahan. Johdon vastuksen voittamiseen tarvittavat jännitteet ova eri suuntaiset. Jännitteet ovat myös eri suuruiset, koska johdonpätkät ja siten vastukset ovat erlaiset, mutta virta on sama.

    Ainut mahdollisuus taitaa tosiaan olla, että mitattavia jännite-eroja ei ole.

    Ensiksi, kaikki piirit joissa kulkee virta, ovat suljettuja. OK?
    Toiseksi, tarkasteluvälillä A-B on virrallinen johdin jolla on resistanssia. OK?
    Kolmeksi, virran vaikutuksesta resistanssin yli muodostuu jännite. OK?
    Sitten, kun väli A-B on sama etu- ja takakautta, jännite on nolla???
    Vai mättääkö tässä jokin?

    Äänestä

  • Sekä "jännitelähde" että "kuorma" on jakautunut tasaisesti koko lenkin matkalle.

    Jännitelähteen ja kuorman jännitteiden summa on nolla.

    Äänestä

  • Kirchhoff kirjoitti:

    Sekä "jännitelähde" että "kuorma" on jakautunut tasaisesti koko lenkin matkalle.

    Jännitelähteen ja kuorman jännitteiden summa on nolla.

    Se tässä juuri "mättää", että ulkovirtapiiri ja sisävirtapiiri eivät ole erilliset, vaan ovat päällekkäiset.

    Äänestä

  • Vaikeammin ja ehkä oikeaoppisemmin

    Kirchhoff´s rule is for the birds; Walter Lewin on circuits in changing magnetic fields
    https://www.youtube.com/watch?v=cZN0AyNR4Kw

    http://physics.stackexchange.com/questions/256215/is-kirchhoffs-law-applicable-for-non-conservative-electric-field

    https://www.youtube.com/watch?v=SwFAJdWt9a8

    En ole vielä ymmärtänyt. Pitäisi opetella Maxwell

    Jännite ei siis "tule kelasta" vaan syntyy "kuormassa" (rinnakkais kapasitanssissa tai resistanssissa. Kelan johtimen sisällä ei ole sähkökenttää. Jännitteen polkuintegraali on eri suuri eri kautta, silmukan summa ei ole nolla jne...

    https://www.physicsforums.com/threads/faradays-law-vs-kirchoffs-rule-in-circuit-nonconservative-fields.626825/

    Now I going to blow you mind...
    https://www.youtube.com/watch?v=EwIk2gew-R8

    Äänestä

  • Tietenkin jos kelan langassa on resistanssia, on siinä sähkökenttä virran kulkiessa.
    Alkuperäisessä kysymyksessä resistanssi on jakautunut koko matkalle ja siinä voi olla jännite. Tehtävän voisi yrittää ratkaista myös tällä vaikeammalla tavalla ;)

    Äänestä

  • meneevaikeaksi kirjoitti:

    Vaikeammin ja ehkä oikeaoppisemmin

    Kirchhoff´s rule is for the birds; Walter Lewin on circuits in changing magnetic fields
    https://www.youtube.com/watch?v=cZN0AyNR4Kw

    http://physics.stackexchange.com/questions/256215/is-kirchhoffs-law-applicable-for-non-conservative-electric-field

    https://www.youtube.com/watch?v=SwFAJdWt9a8

    En ole vielä ymmärtänyt. Pitäisi opetella Maxwell

    Jännite ei siis "tule kelasta" vaan syntyy "kuormassa" (rinnakkais kapasitanssissa tai resistanssissa. Kelan johtimen sisällä ei ole sähkökenttää. Jännitteen polkuintegraali on eri suuri eri kautta, silmukan summa ei ole nolla jne...

    https://www.physicsforums.com/threads/faradays-law-vs-kirchoffs-rule-in-circuit-nonconservative-fields.626825/

    Now I going to blow you mind...
    https://www.youtube.com/watch?v=EwIk2gew-R8

    Pidempi versio (alustusta ensin) K. is for the birds
    https://www.youtube.com/watch?v=PQN7Dke9pX8

    Äänestä

  • meneevaikeaksi kirjoitti:

    Pidempi versio (alustusta ensin) K. is for the birds
    https://www.youtube.com/watch?v=PQN7Dke9pX8

    Onko tuo että induktanssissa ei ole sähkökenttää (->muodostu jännitettä?) samankaltainen tilanne kuin että kapasitanssissa (ideaali-) ei ole sähkövirtaa.
    Mikä olisi vastine?

    Kapasitanssin tapauksessa sähkövirta on korvattu sähkökentan muutoksella ( http://en.wikipedia.org/wiki/Displacement_current ) .
    8.02x - Module 07.01 - Discplacement Current
    https://www.youtube.com/watch?v=8ZYFYUFRblM

    Sähköopin laskut on kuitenkin helpompi tehdä ajattelemalla kelalle jännitteen tai sijoittamalla kelan sisään virtageneraattorin.

    Auttaako ko. hifistely hahmottamaan asiaa, sitten kun sen ymmärtää?
    Entä auttaako laskemaan jotain ongelmaa, tarvitaanko jonkun ongelman ratkausussa välttämättä.

    Äänestä

On syytä huomata, että kyseessä ei voi olla 1A tasavirta.

Äänestä
  • Voi olla (tarkastelujakson aikana) kunhan magneettikenttä muuttuu lineaarisesti.

    Äänestä

  • Totta.

    Äänestä

Asia on harvinaisen yksinkertainen eikä tarvita mitään induktiojännitteitä eikä Kirchhoffin lakeja.
Ostetaan nippu samanlaisia pattereita Valintaladosta ja kytketään ne sarjaan silmukaksi. Varmasti virta kulkee eikä tuosta silmukasta mitään jännitettä mittaamalla löydy, kun kerran koko systeemi on oikosulussa. Jokaisen patterin napajännite on nolla.
Tietysti tuon ilmiön voi ihan hyvin todeta yhdelläkin patterilla, kun sen kytkee oikosulkuun. Tulee ainakin halvemmaksi.

Äänestä

Entä, jos lenkki olisikin suprajohtavaa lankaa.

Äänestä
  • Entä, jos ei olisi johtoa ollenkaan ja elektroni pantaisiin siihen "kiertoradalle".

    Äänestä

  • 53jer kirjoitti:

    Entä, jos ei olisi johtoa ollenkaan ja elektroni pantaisiin siihen "kiertoradalle".

    Homogeenisessa magneettikentässä elektroni kiertää ympyrärataa.

    Siinä kait esiintyisi sykkivä virta ja sähkökenttä.

    Äänestä

Kommentoi aloitusta


eitoimiajatus kirjoitti:

Sähköjohtimesta on tehty suljettu lenkki. Lenkin johtimen resistanssi R on 1 Ohmi ja olkoon pituus l vaikka 1 m.

Nyt jos magneettikentän muutoksella aiheutetaan johtimeen 1 Ampeerin virta, mikä jännite on 10 cm pätkä yli. Entä 0,5 m:n tai 0,75 m:n yli?

Anonyymi
5000

Ilmoita asiaton sisältö

  • Sisältää materiaalia, joka on loukkaavaa, herjaavaa, rasistista, uhkailevaa tai ahdistelevaa.

  • Materiaali sisältää nimiä, yhteystietoja tai muita henkilökohtaisia tietoja. Julkisuuden henkilöistä, julkisissa viroissa toimivista ihmisistä sekä yritysten vastuuhenkilöistä saa keskustella työhön liittyen. Myös yksityiselämään liittyvistä asioista voi keskustella siltä osin, kuin niistä on julkisesti kerrottu.

  • Sisältää lapsille haitallista tai heiltä kiellettyä materiaalia. Seksuaalinen sisältö on sallittua aiheeseen tarkoitetuilla palstoilla, joiden ikäraja on 18 vuotta.

  • Lainvastaista sisältöä voi olla mm. yksityiselämää loukkaavan tiedon levitys, kiihottaminen kansanryhmää vastaan, laiton uhkaaminen, alaikäisiin liittyvä seksuaalinen sisältö/grooming, petokset, identiteettivarkaudet, kunnianloukkaukset ja tekijänoikeusrikkomukset.

  • Sisältö ei liity palstan tai keskusteluketjun aiheeseen.

  • Viesti ei ole suomea tai ruotsia (pl. International Forums), se sisältää mainontaa, se sisältää tekijänoikeuksin suojattua materiaalia, se on massapostitus tai jokin muu syy.

Jaa keskustelu