Induktion, del 1 Induktion innebär att en elektrisk spänning alstras (induceras) i en elektrisk ledare, om ett magnetfält i dess närhet varierar. Detta fenomen nyttjas i exempelvis induktionshällar, mikrofoner och i elektriska generatorer. Historik  Induktionseffekten upptäcktes av britten Michael Faraday under 1830-talet, och beskrevs matematiskt i Maxwells elektromagnetiska ekvationer. Den började användas industriellt på 1800-talets slut. Enligt sägnen skall en politiker ha frågat Faraday till vilken nytta effekten var, och Faraday ska ha svarat att politikern en dag skulle uppbära skatt på den. Basåret/basterminen, Fö 11, 100310

Magnetisk och elektrisk kraft Magnetisk kraft skrivs matematiskt (vektorekvation) Innebär Med högerhandsregel Elektrisk kraft ges av

Ledare som rör sig i magnetfält v B elektron Fm Fe - + Inducerad spänning mellan stavens ändar, ems e Inducerad ems uppstår då staven skär (korsar) magnetiska fältlinjer Inducerad spänning som driver ström i krets – innebär att energi omsätts

Lenz’ lag Inducerad ström ger kraft som motverkar rörelsen Lenz’ lag: Den inducerade strömmen har sådan riktning att den motverkar orsaken till sin uppkomst Lenz’ lag kan ses som en följd av den allmänna energiprincipen

Induktionslagen e står nu för ems, qe för elektronens laddning, E för elektrisk fältstyrka

Magnetiskt flöde Flöde – räkna mängden fältlinjer genom innesluten area Om slingans plan lutas relativt fältriktningen, så minskar flödet (mängden fältlinjer genom den inneslutna arean), eftersom man får mindre öppning för fältlinjerna Flödet blir maximalt då slingans plan är vinkelrätt mot fältriktningen Flödet blir noll då slingans plan är parallellt med fältriktningen SI-enhet: 1 Wb (Weber) = 1 Tm2 , omvänt 1 T=1 Wb/m2

Faradays induktionslag Drag stav med hastighet v, beräkna den area DA som överfars på tid Dt Beräkna motsvarande ändring av magnetiskt flöde DF Använd tidigare uttryck för induktionslagen, e=lvB Faradays induktionslag Skrivs generellt med derivata:

Faradays induktionslag (forts) Uttrycket kan generaliseras och preciseras ytterligare Spole med N varv Lenz’ lag, inducerad ems motverkar – ger minustecken Sammantaget: Faradays induktionslag

Växelströmsgenerator Magnetiska flödet varieras genom att slingan roteras med vinkelfrekvens w