ELektrisk gåta

[ghu]

Redan avhandlat i denna tråden:
viewtopic.php?t=93037&hilit=ghu+faradays

Då det finns ett tidsvarierande magnetfält inneslutet i slingan gäller inte kirschoffs spänningslag utan man måste använda faradays lag.

Om man vill studera fenomenet med ett oscillokop gör på följande sätt.
Ta en ringkärnetransformator och anslut primären till 230 V
Koppla ihop oscilloskopets probspetsar dra sedan den ena probens jordkabel inne i ringkärnan och den andra utanför ringkärna och koppla ihop jordklämmorna. Om man nu tittar på oscilloskopet så är den ena kanalens spänning positiv samtidigt som den andra kanalens spänning är negativ. Kirschoffs spänningslag gäller alltså inte.

Om man har omkopplingsbara prober 1X och 10X kan man ha den ena kopplad som 1X och den andra kopplad som 10X.
Nu kan man se på oscilloskopet att den ena spänningen är 10X större än den andra.

Genom att använda oscilloskopprobar enbart så kan man inse att fenomenet inte beror på "bad probing" som många tror.
Lita på Walter Lewin, han vet vad han pratar om.

[danei]

Jo, spänningslagen gäller. Den säger att summan av alla spänningar i en sluten krets är noll. Det gäller även här. Men det är inte lika uppenbart hur det kan tillämpas.

[ghu]

Om du gör mitt föreslagna experiment med ringkärnetransformator och oscilloskop+probar så kommer du att inse att du har fel.

[danei]

Nej, det kommer jag inte. Det är ett fullt naturligt resultat. Du får samma fenomen om du tar två multimetrar, lägger ihop de positiva proberna och kopplar de två andra till var sin pol på ett batteri.

[rvl]

Alla är väl överens om att mätsladdarna påverkas och bör beaktas i detta experiment. För minimal påverkan får man kanske borra ett mätsladdshål mitt genom kärnan?

Sen gäller väl det mesta "tjafset" definitioner...

(Borde denna tråd kanske slås ihop med den gamla?)

[ghu]

Alla är verkligen inte överens om detta.
Magnetfältet utanför en toroid är i princip noll. (Det finns ett litet läckfält).
Hur kan då mätsladdarna påverkas?

[ghu]

Nej, det kommer jag inte. Det är ett fullt naturligt resultat. Du får samma fenomen om du tar två multimetrar, lägger ihop de positiva proberna och kopplar de två andra till var sin pol på ett batteri.

I din föreslagna krets finns en inget tidsvarierande magnetfält. Då gäller kirschoffs spänningslag.
I experimentet med ringkärnetransformator finns ett tidsvarierande magnetfält. Då gäller ej kirschoffs spänningslag som är ett specialfall av faradays lag. Man måste då använda faradays lag vid analysen.

Många tror att det förutom de 2 resistanserna i kretsen finns en källspänning i ledarna som förbinder resistanserna.
Men om ledarna har mycket låg resistans i förhållande till de 2 resistanserna så är spänningen över ledarna försumbart liten och all spänning i kretsen finns över de 2 resistanserna.

[ghu]

I bifogad fil gör man på sidan 10 exakt detta experiment i en grundkurs i elektromagnetisk fältteori på Stockholms universitet.

lab2_toroidmagnet.pdf

[danei]

Visst kan du säkerligen lösa uppgiften på det sättet. Det medför inte att Kurchhofs lagar inte gäller, eller kan användas för att lösa problemet.

[ghu]

Från Wilipedia:
"Kirchhoffs spänningslag är baserad på antagandet att det inte finns något varierande magnetfält inom den slutna slingan. Detta är inte ett säkert antagande för högfrekventa växelströmskretsar. I närvaro av ett föränderligt magnetfält är det elektriska fältet inte ett konservativt vektorfält. Därför kan det elektriska fältet inte kan vara gradienten till en potential, det vill säga, linjeintegralen av det elektriska fältet runt slingan är inte noll, vilket direkt motsäger spänningslagen."

Detta är exakt förutsättningarna för denna tråden.

[danei]

Det kvittar i det här fallet. Summan av alla spänningar i slingan är konstant. Det är knappast ett högfrekvensfall vi pratar om.

[Synesthesia]

Man kan förklara det som att det blir 90% bakåtlindning åt ena hållet och 90% framåtlindning åt andra hållet då mätsladdarna blir som ett halvt varv av lindningen. Kanske inte just 90% men någonting sånt.
Det ser förresten ut att vara betydligt mer än 10 varv på primärlindningen.

[danei]

Du kan ju inte få något annat än hela varv.

[MadModder]

Så det spelar ingen roll om man efter ett halvt varv sticker ut kablarna 90° och sen en ögla med en diameter på en kilometer?

[danei]

Nej.