ELektrisk gåta

[MadModder]

Magnetfältet kan ju knappast påverka på ett så stort avstånd

[danei]

Det är magnetflödet som passerar genom varvet som är av intresse. Inte magnetfältet vid ledningen. I en transformator hålls flödet så mycket det går i järnkärnan.

[MadModder]

Ja, men på den schematiska bilden sist på sida 1, istället för att mätledningarna leds tillbaks nära parallellt med varvet, dras rakt upp och rakt ner för att sen i en oändligt stor loop gå till mätinstrumentet som då befinner sig oändligt långt bort. Då kan det rimligtvis inte spela någon roll om du har instrumentet på ena eller andra sidan.

[danei]

Jo, det är ju det som är hela poängen.

[MadModder]

Då kan det ju inte längre handla om magnetfält, utan elektriska fält.
Som experimentet med en lampa och en kabel som går ut i rymden och tillbaks. Hur lång tid tar det innan lampan tänds när man trycker på knappen. Svaret är samtidigt som man trycker på knappen.

[danei]

Det handlar om magnetiskt flöde genom lindningsvarvet.

[ghu]

På youtube länken nedan kan man se en väldigt uttömmande förklaring av experimentet.
Om man inte har högskolematematik i bagaget kan man nog ändå följa resonemanget trots att matematiken är obekant.
Om man tittar på hela videon finns det mesta förklarat.

[danei]

Nja, jag håller inte med.
När han visar en mätning så mäter ju ett instrument spänningen på en slinga genom kärnan och den andra på en slinga utanför kärnan. Han tolkar resultatet som att det gäller mellan proberna. Men proberna är ju också en del av kretsen.

[ghu]

Bifogat är en bild på E-fältet runt det tidsvarierande magnetiska B-fältet. (Klipp från 4:04 minuter in i Youtubefilmen.)

Danei: Anser du att denna bild på E-fältet är korrekt?

e-fält.jpg

[danei]

Jag har inget att invända på den.

[ghu]

Då behövs bara en gymnasiekurs i fysik för att förstå hur det fungerar.
Se den bifogade bilden nedan.
För att ta reda på spänningen mellan punkterna A och B placerar man en positiv testladdning q i punkten A och för den till punkten B och ser hur mycket arbete W som man tillfört laddningen.
Nu fås spänningen U mellan A och B som: U=W/q.

Om man nu gör detta i den bifogade figuren:

Ta laddningen från A till B genom att föra den till höger om magnetfältet.
Vi går mot det elektriska fältet och måste då tillföra laddningen arbetet +W. Spänningen mellan A och B blir +U om man har positiv referenspolaritet i punkten B.


Ta laddningen från A till B genom att föra den till vänster om magnetfältet.
Vi går med det elektriska fältet och måste då tillföra laddningen arbetet -W (negativt betyder att fältet tillför laddningen energi). Spänningen mellan A och B blir -U om man har positiv referenspolaritet i punkten B.

Slutsats:
Vad spänningen blir mellan punkterna A och B beror på vilken väg man går mellan punkterna precis som Walter Lewin påstår och som laborationen från Stockholms universitet påstår.

Detta stämmer exakt med experimentet med oscilloskop och ringkärnetransformator som jag föreslagit.

e-fält 2.jpg

[danei]

Ja, visst är det så. Har jag sagt något annat?

[ghu]

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.

Du påstår ju att kirschoffs spänningslag gäller vilket den inte gör i detta sammanhang när kretsen omsluter ett tidsvarierande magnetfält.

[ghu]

Till trådskaparen TomasL:

Tycker du att du har fått en förklaring till experimentet?
Jag tycker att youtubefilmen förklarar det bra.

Jag tror att problemet är att i gymnasiefysiken så tar man i samband med faradays lag inte upp att ett tidvarierande magnetfält skapar ett elektrisk fält. Man säger istället bara att det skapas en spänning.

Edit: Jag har tagit bort en del som kanske inte var helt korrekt

[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.

Du påstår ju att kirschoffs spänningslag gäller vilket den inte gör i detta sammanhang när kretsen omsluter ett tidsvarierande magnetfält.

Jag tolkar den kanske på ett annat sätt än vad du gör.
Var menar du att den inte gäller?