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?
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?
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.
Jännite on nolla joka välillä koska lähdejännite ja resistanssin jännite kumoavat toisensa?
Sitten lenkissä ei kulkisi virtaakaan.
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
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?
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.
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
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 ;)
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.
On syytä huomata, että kyseessä ei voi olla 1A tasavirta.
Voi olla (tarkastelujakson aikana) kunhan magneettikenttä muuttuu lineaarisesti.
Totta.
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.
Entä, jos lenkki olisikin suprajohtavaa lankaa.
Entä, jos ei olisi johtoa ollenkaan ja elektroni pantaisiin siihen "kiertoradalle".
Homogeenisessa magneettikentässä elektroni kiertää ympyrärataa.
Siinä kait esiintyisi sykkivä virta ja sähkökenttä.