Seuraa 
Viestejä79
Liittynyt12.8.2015

Johtimesta on tehty suljettu lenkki. Lenkin johtimen resistanssi on 1 ohmi ja pituus 1000 mm.
Nyt lineaarisella magneettikentän muutoksella aiheutetaan johdinlenkkiin tarkastelujaksolla 1 ampeerin virta.
Mikä on tällöin jännite 250 mm matkan yli lenkissä? Entä 500 mm tai 750 mm yli?

Sivut

Kommentit (81)

ovolo
Seuraa 
Viestejä6119
Liittynyt7.7.2007

Kun ajatellaan tuota oikosuljettua lenkkiä, niin mittauskohdan jännite muodostuu kahden vastuksen rinnankytkennästä, joissa virta on vastakkaissuuntainen.  Jos mittaus tapahtuu 500mm kohdalla, niin samansuuruiset (0,5 ja 0,5 ohm) ja erisuuntaiset jännitehäviöt kumoavat toisensa.

Muiden matkojen osalta pitää laskea noitten rinnankytkettyjen vastusten suuruudet (10cm = 0,1 ohm) ja laskea kummankin haaran jännitehäviöt ( I x R) etumerkkeineen yhteen.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä29582
Liittynyt16.3.2005

Eivät jännitteet summaudu noin. Käyköhän tuossa (näin pikaisella arvauksella) niin, että magneettikentän aiheuttama sähkömotorinen voima ja jännitehäviö kumoavat toisensa ja mittari näyttää nollaa.

ovolo
Seuraa 
Viestejä6119
Liittynyt7.7.2007

Neutroni kirjoitti:
Eivät jännitteet summaudu noin. Käyköhän tuossa (näin pikaisella arvauksella) niin, että magneettikentän aiheuttama sähkömotorinen voima ja jännitehäviö kumoavat toisensa ja mittari näyttää nollaa.

Juu, minä ajattelin vain jännitehäviön kannalta. Postaukseni jälkeen ajattelin itsekin, ettei se aivan noin voi mennä, mitä aluksi ajattelin.

Voisko tuota hommaa ajatella niinkin, että lenkissä on katkos, johon yhdistetään 1 voltin jännitegeneraattori, jonka sisäinen vastus on nolla.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä29582
Liittynyt16.3.2005

ovolo kirjoitti:
Neutroni kirjoitti:
Eivät jännitteet summaudu noin. Käyköhän tuossa (näin pikaisella arvauksella) niin, että magneettikentän aiheuttama sähkömotorinen voima ja jännitehäviö kumoavat toisensa ja mittari näyttää nollaa.

Juu, minä ajattelin vain jännitehäviön kannalta. Postaukseni jälkeen ajattelin itsekin, ettei se aivan noin voi mennä, mitä aluksi ajattelin.

Voisko tuota hommaa ajatella niinkin, että lenkissä on katkos, johon yhdistetään 1 voltin jännitegeneraattori, jonka sisäinen vastus on nolla.

Tuo rikkoo symmetrian. Katkoksen tapauksessa mittaustulos riippuu onko se katkos mittausvälillä, ääritapauksena hyvin lähellä olevat johdot jännitelähteen molemmin puolin. Oikeasti saman kulman mittajohtojen välillä on pakko antaa sama jännite kaikissa kohdissa kehää. Ennemminkin tuo on rajatapaus tilanteesta, jossa kytketään sarjaan 1/n voltin jännitelähteitä ja 1/n ohmin vastuksia ja n:ää kasvatetaan rajatta. Tuostakin taitaa tulla 1 A virta ja 0 V jännite solmupisteiden välille, koska jokaisen jännitelähteen jännitettä vastaa samansuuruinen miinusmerkkinen häiriö viereisessä vastuksessa.

Lyde19
Seuraa 
Viestejä3669
Liittynyt7.7.2013

Tässähän voi ajatella niin että lenkissä on kaksi virtalähdettä joiden sisäisen resistanssi vaihtelee ja sen mukaan niiden napajännitteet. 

VilleVoltti
Seuraa 
Viestejä79
Liittynyt12.8.2015

Tässä virtapiirissä ei ole erikseen rajattua ns. ulkovirtapiiriä ja sisävirtapiiriä, vaan nämä ovat päällekkäin. Koko lenkin matkalla syntyy lähdejännite ja virran vaikutuksesta sytyy resistanssissa vastakkainen jännitehäviö. Tämän teorian mukaisesti jännitettä ei ole mitattavissa miltään väliltä. Se että lenkissä kuitenkin kulkee virta, niin onko se mitenkään mitattavissa (pihtimittari)?

Jos magneettikentän muutokselta jäisi lenkin jokin osa ulkopuolelle, olisi tämä ulkovirtapiiriä, joten jännite IR olisi tässä havaittavissa.

sääpeikko
Seuraa 
Viestejä6899
Liittynyt22.10.2011

Minkälaisessa kulmassa magneettikenttä tulee johtimeen. Ja missä suhteessa magneettikentän vektorikenttä muuttuu aijan suhteen. Osaisikko piirtää tästä ongelmastasi kuvaa esim. paintilla ?  

Mielestäni sillä minkälaisessa kulmassa magneettikenttä tulee johtimeen ja sen vektorikentän derivaatta ajansuhteen on varsin merkittävä asia tässä, jos haluaa ratkaista jännitettä.  Koska indusoituva virta ei ole välttämättä samanlainen 1A joka puolella johdinta.

Tässä muutama esimerkki jossa ajan suhteen muuttuva magneettikenttä tulee johtavan materiaalin lähelle :

http://www.extende.com/eddy-current-testing-for-education

https://www.comsol.com/blogs/tips-and-tricks-for-modeling-induction-furn...

https://www.3dvision.com/blog/entry/2016/05/04/metal-detector-explained....

Tässä vielä selvennykseksi, minkälaisia virtoja aiheuttaa magneettikenttä jonka vektorikenttä muuttuu ajansuhteen :

https://en.wikipedia.org/wiki/Eddy_current

Nuo eddy currentit riippuvat paljonkin materiaalin topologiasta ja magneettikentän tulosuunnasta. 

Maalaisjärjellä ajateltuna jännite on sama mitattuna tuolla renkaalla kuten täällä on useat keskustelijat jutelleet.

 Mutta jos jännite-eromittari olisi hyvin tarkka, en tässä nyt äkkiseltään kylmiltään osaa sanoa näyttäisikö se samaa jännitettä joka puolella. Kuten sanoin, tämä vaatisi kuvan tarkemmin minkälainen tilanne on. Tosin jännite-eroja, jos niitä on ne on hyvin pieniä...

it's the Sun stupid!

Neutroni
Seuraa 
Viestejä29582
Liittynyt16.3.2005

sääpeikko kirjoitti:
Mutta jos jännite-eromittari olisi hyvin tarkka, en tässä nyt äkkiseltään kylmiltään osaa sanoa näyttäisikö se samaa jännitettä joka puolella. Kuten sanoin, tämä vaatisi kuvan tarkemmin minkälainen tilanne on. Tosin jännite-eroja, jos niitä on ne on hyvin pieniä...

Tuo lienee koulutehtävä, jossa on tarkotus opettaa perusasioita. Niissä oletetaan kentät homogeenisiksi, hajakentät olemattomiksi, johtimet täydellisiksi ja niin edelleen. Todellisen elämän tilanteet ovat monimutkaisempia ja se, onko epäideaalisuuksilla käytännön merkitystä vaihtelee.

sääpeikko
Seuraa 
Viestejä6899
Liittynyt22.10.2011

Neutroni kirjoitti:
sääpeikko kirjoitti:
Mutta jos jännite-eromittari olisi hyvin tarkka, en tässä nyt äkkiseltään kylmiltään osaa sanoa näyttäisikö se samaa jännitettä joka puolella. Kuten sanoin, tämä vaatisi kuvan tarkemmin minkälainen tilanne on. Tosin jännite-eroja, jos niitä on ne on hyvin pieniä...

Tuo lienee koulutehtävä, jossa on tarkotus opettaa perusasioita. Niissä oletetaan kentät homogeenisiksi, hajakentät olemattomiksi, johtimet täydellisiksi ja niin edelleen. Todellisen elämän tilanteet ovat monimutkaisempia ja se, onko epäideaalisuuksilla käytännön merkitystä vaihtelee.

Juu ajattelin kanssa että muistuttaa koulutehtävältä. Itselleni oli lukiossa hyvin vaikea sisäistää sähkömagnetiikka koska mallit olivat huonoja. Tykkäsin yliopistossa sähkömagnetiikan kursseista paljon koska ne olivat selkeitä mielestäni. 

Mutta itse käsittelisin tuollaista johdinta sillain, jos siihen tulee muuttuva magneettikenttä joka indusoi 1A virran siihen, johdin alkaa kuumeneen tietysti koska sitä induktiokuumennetaan. Ja ne alueet jotka kuumenee, niiden resistiivisyys kasvaa, jolloin taas virta pyrkii alueille, jotka ovat vielä kylmempiä joissa resistiivisyys on pienempi. Pakkaa tietysti sotkee ajansuhteen muuttuva magneettikenttä. Ja se missä kulmassa tämä asia on.. ja missä väliaineessa tämä johdin on.. ja miten päin rengas on , roikottaako sitä joku vai onko se vaan jossain lattialla tai pöydällä, se vaikuttaa myös Johtimesta vapautuvaan konvektiiviseen lämmönsiirtoon .. joka tekee feedbäckin taas resistiivisyysarvoille ( 3ulotteinen lämpötilajakauma johtimella)  , joka vaikuttaa taas tietysti Jännite jakaumaan.

it's the Sun stupid!

Neutroni
Seuraa 
Viestejä29582
Liittynyt16.3.2005

sääpeikko kirjoitti:
Mutta itse käsittelisin tuollaista johdinta sillain, jos siihen tulee muuttuva magneettikenttä joka indusoi 1A virran siihen, johdin alkaa kuumeneen tietysti koska sitä induktiokuumennetaan. Ja ne alueet jotka kuumenee, niiden resistiivisyys kasvaa, jolloin taas virta pyrkii alueille, jotka ovat vielä kylmempiä joissa resistiivisyys on pienempi. Pakkaa tietysti sotkee ajansuhteen muuttuva magneettikenttä. Ja se missä kulmassa tämä asia on.. ja missä väliaineessa tämä johdin on.. ja miten päin rengas on , roikottaako sitä joku vai onko se vaan jossain lattialla tai pöydällä, se vaikuttaa myös Johtimesta vapautuvaan konvektiiviseen lämmönsiirtoon .. joka tekee feedbäckin taas resistiivisyysarvoille ( 3ulotteinen lämpötilajakauma johtimella)  , joka vaikuttaa taas tietysti Jännite jakaumaan.

Se riippuu sovelluksista. Jossain herkässä mittaussovelluksessa tai hyvin suuritehoisessa sovelluksessa mainitsemillasi asioilla voi olla merktystä ja ne pitää mallintaa. Mutta tuossa oli 1 A virta 1 ohmin johdossa, mikä tekee 1 W tehohäviön, joka ei metrin mittaista johtoa montaa astetta lämmitä. Aivan ylivoimaisessa valtaosassa käytännön ongelmia sellaiset voidaan kuitata maininnalla, että ne oletetaan merkityksettömiksi.

sääpeikko
Seuraa 
Viestejä6899
Liittynyt22.10.2011

Neutroni kirjoitti:
sääpeikko kirjoitti:
Mutta itse käsittelisin tuollaista johdinta sillain, jos siihen tulee muuttuva magneettikenttä joka indusoi 1A virran siihen, johdin alkaa kuumeneen tietysti koska sitä induktiokuumennetaan. Ja ne alueet jotka kuumenee, niiden resistiivisyys kasvaa, jolloin taas virta pyrkii alueille, jotka ovat vielä kylmempiä joissa resistiivisyys on pienempi. Pakkaa tietysti sotkee ajansuhteen muuttuva magneettikenttä. Ja se missä kulmassa tämä asia on.. ja missä väliaineessa tämä johdin on.. ja miten päin rengas on , roikottaako sitä joku vai onko se vaan jossain lattialla tai pöydällä, se vaikuttaa myös Johtimesta vapautuvaan konvektiiviseen lämmönsiirtoon .. joka tekee feedbäckin taas resistiivisyysarvoille ( 3ulotteinen lämpötilajakauma johtimella)  , joka vaikuttaa taas tietysti Jännite jakaumaan.

Se riippuu sovelluksista. Jossain herkässä mittaussovelluksessa tai hyvin suuritehoisessa sovelluksessa mainitsemillasi asioilla voi olla merktystä ja ne pitää mallintaa. Mutta tuossa oli 1 A virta 1 ohmin johdossa, mikä tekee 1 W tehohäviön, joka ei metrin mittaista johtoa montaa astetta lämmitä. Aivan ylivoimaisessa valtaosassa käytännön ongelmia sellaiset voidaan kuitata maininnalla, että ne oletetaan merkityksettömiksi.

Kyllä. Jokaisesta laskutehtävästä ei tarvitse tehdä kirjaa, joskus pitää tehdä oletuksia ja oikoa malleja ja mennä eteenpäin. 

it's the Sun stupid!

VilleVoltti
Seuraa 
Viestejä79
Liittynyt12.8.2015

Jos muutamme mittakaavaa ja asetamme johdinlenkin sydänmuuntajan pylväälle jolloin muuntajan toisella pylväällä on verkkojännitteeseen kytketty ensiökäämi. Muut arvot pidetään entisellään, siis yhteen toisiokierrokseen indusoituu 1 V jännite.

Onko jännite silmukassa nytkin mitattavissa vasta kun silmukka katkaistaan? Muuttuuko mikään, paitsi että virtalaji on selkeästi vaihtovirtaa.

ovolo
Seuraa 
Viestejä6119
Liittynyt7.7.2007

Äkkiseltään tuntuu oudolta, että (oikosuljettu lenkki muuttuvassa magneettikentässä) lenkissä kulkee virta ja tehohäviöitäkin on, mutta jännitettä ei löydy. Minäkin sorruin pikaisen ajattelun tuloksena väärään johtopäätökseen, kun ajattelin vain jännitehäviöitä, eli I x R.

Tilanne alkaa muuttua toiseksi, kun metrin lenkissä magneettikentän taajuus nostetaan noin 300MHz. Silloin tuo lenkki on resonanssissa ja löytyy virtamaksimit ja minimit, samoinkuin jännitemaksimit ja minimit.

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Uusimmat

Suosituimmat