Miksi alumiinirengas leijuu käämiin asetetussa rautatapissa?

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Voisiko joku itseäni viisaampi yrittää selittää minulle, miksi kevyt alumiinirengas jää leijumaan tietylle korkeudelle, kun se laitetaan metallitappiin joka on käämin sisällä? Käämissä on vaihtojännite (verkkojännite). Ja se todellakin leijuu!!Mielestäni alumiinirenkaaseen Lenzin lain mukaisesti indusoituva sähkövirta ei ole sen suuntainen, että siitä aiheutuva magneettikenttä alumiinirenkaassa ja käämin magneettikenttä olisivat koko ajan vastakkaissuuntaiset, jolloin magneetit hylkivät toisiaan, jos seurataan sinimuotoisen vaihtojännitteen kasvamista ja pienenemistä käämissä jokaisen neljännesjakson aikana. Selitys mieluusti jokaisen neljännesjakson osalta. Kiitos!

Sivut

Kommentit (138)

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26835
Liittynyt16.3.2005
joanna
Voisiko joku itseäni viisaampi yrittää selittää minulle, miksi kevyt alumiinirengas jää leijumaan tietylle korkeudelle, kun se laitetaan metallitappiin joka on käämin sisällä?



Vaihtuva magneettikenttä indusoi alumiiniin pyörrevirtoja, joiden magneettikenttä hylkii käämin magneettikenttää. Tuolla tavalla voi tehdä vaikka magneettilevitaatiojunan panemalla vaihtosähköllä ruokitun sähkömagneetin alumiinilevyn päälle. Asian tarkka käsittely vaatii niin paljon "nabla ristiä", että se jääköön vaikeaksi ja työlääksi harjoitustehtäväksi.

Astronomy
Seuraa 
Viestejä3976
Liittynyt12.6.2007
Neutroni
joanna
Voisiko joku itseäni viisaampi yrittää selittää minulle, miksi kevyt alumiinirengas jää leijumaan tietylle korkeudelle, kun se laitetaan metallitappiin joka on käämin sisällä?



Vaihtuva magneettikenttä indusoi alumiiniin pyörrevirtoja, joiden magneettikenttä hylkii käämin magneettikenttää. Tuolla tavalla voi tehdä vaikka magneettilevitaatiojunan panemalla vaihtosähköllä ruokitun sähkömagneetin alumiinilevyn päälle. Asian tarkka käsittely vaatii niin paljon "nabla ristiä", että se jääköön vaikeaksi ja työlääksi harjoitustehtäväksi.

Juuri tätä samaa joannan ongelmaa mietin joskus veljeni kanssa, eikä päästy mihinkään järkevään lopputulemaan ennenkuin oltiin liian Karhuissa. Mitä Neutroni tarkoitat nabla ristillä, onko tää joku sisäpiirin juttu... Onko tässä kyseessä sama ilmiö, kun kestomagneetti laitetaan liukumaan alumiinista kaltevaa tasoa pitkin alaspäin, niin sen nopeus on todella pieni, riippuen magneetin voimakkuudesta?

"The universe is a big place, perhaps the biggest".
"Those of you who believe in telekinetics, raise my hand".
Kurt Vonnegut
"Voihan fusk." Minä

Vierailija

Neutronille voin sen verran paljastaa, että tässä ei ole kysymys pyörrevirroista. Eikä yliopistomatematiikasta. Pitäisi pärjätä ihan lukiotiedoilla!

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26835
Liittynyt16.3.2005
Astronomy
Juuri tätä samaa joannan ongelmaa mietin joskus veljeni kanssa, eikä päästy mihinkään järkevään lopputulemaan ennenkuin oltiin liian Karhuissa. Mitä Neutroni tarkoitat nabla ristillä, onko tää joku sisäpiirin juttu...



Nabla ristillä merkitään matematiikassa roottoria. Se on eräänlainen vektorikentän derivointioperaattori, jota tarvitaan magneettikenttälaskuissa. Se esiintyy Maxwellin yhtälöissä, joista kaikkien (klassisten) sähkömagneettisten ongelmien ratkaisu lähtee.

Onko tässä kyseessä sama ilmiö, kun kestomagneetti laitetaan liukumaan alumiinista kaltevaa tasoa pitkin alaspäin, niin sen nopeus on todella pieni, riippuen magneetin voimakkuudesta?



Täsmälleen samasta ilmiöstä on kyse.

Astronomy
Seuraa 
Viestejä3976
Liittynyt12.6.2007
joanna
Neutronille voin sen verran paljastaa, että tässä ei ole kysymys pyörrevirroista. Eikä yliopistomatematiikasta. Pitäisi pärjätä ihan lukiotiedoilla!

Taitaa mennä vaikeaksi jos lukiotiedoilla tämä ilmiö pitäisi pystyä kuvaamaan matemaattisesti? itse olen pyörrevirtojen kannalla koska olen itse tehnyt em. kokeen missä magneetti liukuu alumiinista tasoa pitkin, ja pitäähän silmiään uskoa. Se, millaista matematiikkaa pyörrevirtojen hallinta edellyttää, on minulle ihan vierasta. Toivon että Neutroni tulee vielä kehiin ja selittää lukiomatematiikalla tämän ilmiön?

"The universe is a big place, perhaps the biggest".
"Those of you who believe in telekinetics, raise my hand".
Kurt Vonnegut
"Voihan fusk." Minä

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26835
Liittynyt16.3.2005
joanna
Neutronille voin sen verran paljastaa, että tässä ei ole kysymys pyörrevirroista. Eikä yliopistomatematiikasta. Pitäisi pärjätä ihan lukiotiedoilla!



Noin pikaisesti pohdittuna Lentzin lain mukainen virta ja sen tuottama magneettinen vuorovaikutus ei tuota nettovoimaa, mutta senkin tarkka laskeminen on mielestäni yli lukiotason (ainakin oli 90-luvulla). Todellisuudessa nuo alumiinin ja magneettien väliset efektit kuitenkin ovat ainakin suurimmalta osin pyörrevirtojen aikaansaamia.

Vierailija

En hae mitään matemaattista ratkaisua vaan yksinkertaisesti selitystä sille, minkä suuntainen indusoitunut sähkövirta (olkoon se sitten vaikka pyörrevirta) ja magneettikenttä alumiinirenkaassa on kunkin 1/4 -jakson aikana käämin magneettikenttään verrattuna???

Vierailija

Induktiokelassa virta on liki 90 astetta jäjessä jännitteestä ja magneettivuo vaihtelee virran kanssa samassa tahdissa. Alumiinirenkaaseen indusoituu virta aina siten, että se pyrkii vastustamaan sähkömagneetin vuon muutosta. Siis kun vuo kasvaa, alumiinirenkaan vuo on vastakkainen ja kun vuo pienenee se on saman suuntainen. Häviöt aiheuttavat vaihesiirtoa. Sähkömagneetin vuo heikkenee etäisyyden kasvaessa ja alumiinirengas pyrkii poispäin kentästä.

Vierailija

Kelan vaihesiirto voidaan täysin unohtaa, koska magneettikenttä vaihtelee virran tahdissa. Siihen voi vaihesiirtoa aiheuttaa vain kelasydämen jäännösmagnetismi, ei sinänsä häviöt. Tämäkään ei vaikuta asiaan, koska alumiinirenkaaseen indusoitunut virta riippuu suoraan magneettikentästä. Alumiinin magneettiset ominaisuudet taas eivät aiheuta vaihesiirtoa, tai jos, niin olemattoman vähän.

Alumiinirenkaaseen indusoitunut virta aiheuttaa alkuperäiselle magneettikentälle vastakkaisen kentän aina, riippumatta kelan vaiheesta. Joten ei ole edes syytä miettiä vaihesiirtoja. Vaihtovirtaa tietysti tarvitaan, koska staattinen megneettikenttä ei liikkumattomaan renkaaseen voisi indusoida virtaa.

Vierailija
Electric shadow
Alumiinirenkaaseen indusoitunut virta aiheuttaa alkuperäiselle magneettikentälle vastakkaisen kentän aina, riippumatta kelan vaiheesta.
Oletpa huonosti lukenut sähköopin läksysi. Indusoituva virta synnyttää aina vuon, mikä vastustaa alkuperäisen vuon muutosta. Kun alkuperäinen vuo vaihtaa suuntaa eli on nolla on indusoitunut virta ja sen synnyttämä vuo maksimissaan. Niiden välillä on siis 90 asteen vaihesiirto. Vaihesiirtoa aiheuttaa myös alumiinirenkaan resistiiviset häviöt.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26835
Liittynyt16.3.2005
korant
Induktiokelassa virta on liki 90 astetta jäjessä jännitteestä ja magneettivuo vaihtelee virran kanssa samassa tahdissa.



Tuo pätee yksinäiselle kelalle, mutta tässä tapauksessa muodostuu muuntaja, jonka toisio on oikosuljettu. Silloin vaihesiirto on jotain muuta. Mutta jotta tehtävän voisi laskea, pitäisi tehdä jonkinlainen malli käämien induktansseille ja keskenäisinduktanssille.

Siis kun vuo kasvaa, alumiinirenkaan vuo on vastakkainen ja kun vuo pienenee se on saman suuntainen. Häviöt aiheuttavat vaihesiirtoa. Sähkömagneetin vuo heikkenee etäisyyden kasvaessa ja alumiinirengas pyrkii poispäin kentästä.



Miten tuosta sitten seuraa ylöspäin nostava voima? Ainakaan itse en näe suoraa yhteyttä. Diamagneettinen aine voi levitoida paikan suhteen heikkenevässä kentässä, mutta alumiini ei ole diamagneettista.

ovolo
Seuraa 
Viestejä5368
Liittynyt7.7.2007
korant
Electric shadow
Alumiinirenkaaseen indusoitunut virta aiheuttaa alkuperäiselle magneettikentälle vastakkaisen kentän aina, riippumatta kelan vaiheesta.
Oletpa huonosti lukenut sähköopin läksysi. Indusoituva virta synnyttää aina vuon, mikä vastustaa alkuperäisen vuon muutosta. Kun alkuperäinen vuo vaihtaa suuntaa eli on nolla on indusoitunut virta ja sen synnyttämä vuo maksimissaan. Niiden välillä on siis 90 asteen vaihesiirto. Vaihesiirtoa aiheuttaa myös alumiinirenkaan resistiiviset häviöt.



Ettet vain nyt sotke jännitteen ja vuon välillä olevaa 90° vaihesiirtoa. Nimittäin virran ja vuon välillä ei ole vaihesiirtoa. Ja toisiovuo on vastakkainen, eli 180° vaihesiirrossa ensiövuohon nähden.

http://www.opamp-electronics.com/tutori ... _09_12.htm

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26835
Liittynyt16.3.2005
ovolo
Ja toisiovuo on vastakkainen, eli 180° vaihesiirrossa ensiövuohon nähden.



Tuosta kyllä seuraa poistovoima (ne ovat kuin samoista päistään yhdistetyt dipolimagneetit), mutta en ainakaan minä näe tuota oikosuljetun toision 180 asteen vaihesiirtoa laskematta.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat