Magnetism - krafter och flödeslinjer

Hur uppkommer flödeslinjerna hos t.ex. en svatmagnet? Ochvad består dessa flöddelinjer av? Att en kompassnål i magnetfältet påverkas av flödeslinjernas riktning är jag medveten om. Men vad är det i grunden som får flödeslinjerna at påverka kompassnålen? Jag har hört att det skall bero på laddningar hos elektronerna, men kan ändå inte sätta in det i ett fullständigt perspektiv.

Det samma gäller för kraften. Om ett föremål placeras vinkelrätt mot en strömförande ledningen så kommer den att påverkas av en kraft vinkelrätt mot ledningen?

Vad är det som får högerhandsregeln att gälla för strömriktningen i ett föremål?

Fysikboken förklarar tyvärr bara att det bara är så.

/Mvh

Du har fått en sak om bakfoten, det finns inga flödeslinjer. Linjerna är bara ett sett att beskriva hur magnetfältet utbreder sig.

I vår värld finns det ett elektromagnetiskt fält. Detta fält innehåller energi, och fältet växelverkar med laddade och/eller magnetiska partiklar. I ett visst referenssystem kan man dela upp fältet i en elektrisk och en magnetisk del. Den magnestiska delen växelverkar med elektriska strömmar och magnetiska partiklar (t.ex. elektroner som har spin). Energin i det magnetiska fältet blir en slags lägesenergi, så kompassnålen och fältet trillar helt enkelt ner i en "grop" när nålen vänder sig efter magnetfältet. Anledningen är att nålen består av magnetiska partiklar (järn, troligen), och dessa växelverkar med fältet. Tittar man på atomnivå ser man att det är både elektronernas spin och deras rörelse kring atomkärnorna som växelverkar med magnetfält.

Antar att jag kommer att förstå det bättre när jag fördjupat mig mer. Detta är bara fysik-b kunskaper.

Har en fråga till dock.

Två långa raka ledningar, L1 och L2, löper parallellt. Strömmarna i dem är 200 A respektive 300 A i motsatta riktningar. Den magnetiska kraften på varje meter av L1 är 0.12 N.

Hur stor flödestäthet "känner" L1?

Förstår inte frågan riktigt? Är det flödestätheten från L2 som påverkar L1, eller är det den flödestäthet som genereras av L1? L1 borde ju känna av flödestäteheten från båda L1 och L2 eftersom dom ligger så pass nära varandra? Dvs B_tot = B1 + B2

Enligt facit skall det bli

F = ILB <=> 0.12 = 200 * B, där B är 60mT

Men borde L1 inte påverkas av L2 också?

Och att försöka beskriva vad magnetfältet egentligen är, för en som fortfarande går på gymnasiet kanske är svårt?

Jag har läst väldigt mycket fysik och tycker inte att jag vet vad magnetfältet "egentligen är". Det jag vet är hur det fungerar vilket egentligen är det fysiken beskriver. Fysik handlar egentligen om relationer mellan olika objekt och vad dessa objekt "egentligen är" beskrivs av dessa relationer. Det jag menar är att ett magnetiskt fälts alla egenskaper går att hitta i hur det växelverkar med sin omgivning.

Om du googlar lite kommer du hitta förklaring om statiska magnetfält i termer av virtuella fotoner men du kan gå igenom en hel fysikutbildning utan att stöta på dessa virtuella fotoner igen (om du inte väljer att läsa vissa specialiserade kurser). Allt du får är ett namn på något du ändå inte förstår. Det är bättre att försöka acceptera idén om ett elektromagnetiskt fält som apanlapan beskriver och sedan förstå hur det påverkar ex. andra partiklar.

Om du tycker begreppet fält är svårare än begreppet kraft så kan man börja i den änden. I någon bok som en annan medlem hade försökte de motivera existensen av en "magnetiskt kraft" ungefär på följande vis (min tolkning av vad de menade i boken).

Boken förklarar inte varför den magnetiska kraften "uppstår" utan försöker visa att det kan existera en sådan kraft vilket i sin tur kan användas som definition på det magnetiska fältet. Man utgår alltså från att det existerar ett fält E (det elektriska fältet) och en associerad kraft som inte beror på en partikels hastighet och visar att man då kan räkna ut arbetet som utförs på en partikel utgående bara från denna kraft. Kan det existera fler elektromagnetiska krafter? Ja, men denna kraft ska då inte utföra ett arbete på partikeln eftersom detta "tas hand om" av den första kraften. Om kraften hela tiden är vinkelrät mot partikelns bana så utför kraften inget arbete på partikeln. Vi vill associera ett nytt fält B med denna kraft. För att kraften ska vara vinkelrät mot banan kan vi säga att kraften är proportionell mot kryssprodukten av partikelhastigheten och detta nya fält.

Det de gör är alltså att försöka motivera utseendet på Lorentzkraften och i förlängningen existensen av det magnetiska fältet. Man försöker alltså förklara att det skulle kunna existera något som ett magnetiskt fält och att detta fält definieras genom dess kraft på en laddad partikel. Lorentzkraften kan dock inte strikt härledas i klassisk elektromagnetism utan är en naturlag som vi får från experiment.

Det här sa kanske inte så mycket om vad magnetfältet är...

Någon som skulle vilja förklara den här uppgiften då?

Om du vill räkna ut kraften på L1 med F = ILB ska du använda strömmen i L1 och flödestätheten från L2. Flödestätheten från L1 ger ingen nettoeffekt på L1. Inuti L1 kommer ju detta fält alltid peka i tangentiell riktning så nettokraften på L1 blir noll.