Hur mäter man magnetism
•
Mäta magnetfält
Har du en kraftledning utanför husknuten? I tätorter är kraftledningarna nedgrävda i gator, gång- och cykelbanor. Vagabonderande ström går där den inte ska. Den kan uppstå i rör för fjärrvärme och sopsug och mellan olika delar av ett hus. Magnetfält uppstår överallt där vi förbrukar ström och det behövs en mätare för att upptäcka dem.
Mätare för magnetfält
Mätarna är inte billiga men nödvändiga för det finns inget annat sätt att upptäcka magnetfält än att mäta. Magnetfält mäts i mikrotesla (µT) eller nanotesla (nT). Det går 1000 nT på en µT. Vanligast är att man använder µT.
Frekvensområde
Magnetfält från elnätet har en frekvens på 50 hertz (Hz), vilket är detsamma som 50 svängningar per sekund. Järnvägens ström har en frekvens på 16 Hz. En del mätare har ett frekvensområde som sträcker sig ända upp till 100 000 Hz. Styrkan på magnetfälten vid så höga frekvenser är vanligtvis så liten att mätarna bara ger utslag alldeles intill det som skapar
•
Magnetfält
Magnetfält behandlas inom fysiken som vektorfält, vilka beskriver krafterna mellan magneter och strömförande elektriska ledare. Vektorfält kan åskådliggöras med hjälp av pilar av olika längd och riktning eller med fältlinjer, där fältstyrkan är proportionell mot linjetätheten. Magnetiska fält kan experimentellt synliggöras med hjälp av järnfilspån, vilka ställer in sig i fältlinjernas riktning.
Magnetiska fält produceras av rörliga elektriska laddningar och inneboende magnetiska moment hos elementarpartiklar, där momenten är associerade med en fundamental kvantmekanisk egenskap, deras spinn.[1][2]
Inom den speciella relativitetsteorin, är förhållandet mellan associerade elektriska och magnetiska fält beroende av den relativa hastigheten mellan observatör och elektriska laddningar.
Inom kvantfysiken är det elektromagnetiska fältet kvantiserat och växelverkan sker genom utbyten av fotoner.
Inledning
[redigera | redigera wikitext]Det magnetiska fältet
•
Vi har ju i en tidigare lektion sett att magnetfält rent generellt skapas av laddningar i rörelse, dvs. av det vi kallar ström, och i synnerhet då att det runt en rak, strömförande ledare bildas ett magnetfält. Det visar sig att även att om man placerar en strömförande ledare i ett annat magnetfält, vad vi kan kalla ett ”yttre magnetfält”, i sin tur påverkas av en kraft. Vi tänker oss att vi placerar en rak strömförande ledare i det homogena magnetfältet mellan bladen på en hästskomagnet enligt figuren.
Magnetfältets riktning är från nordpolen till sydpolen. Det är markerat med en grön pil. Ledaren och därmed strömmens riktning är vinkelrät mot magnetfältets riktning och markeras med en blå pil. Det visar sig då att den magnetiska kraft $F_m$ som ledaren påverkas med är vinkelrät mot strömmens riktning och kommer i figuren vara riktad horisontellt utåt enligt den röda pilen.
Kraftens storlek är proportionell mot just strömmen $I$ i ledaren samt den, mot strömmen, vinkelräta ko