Citat:
Ursprungligen postat av cykelstolpe
http://forumbilder.se/show.aspx?iid=ba120121133331a23
a)den fiktiva strömmen är motsatt v, alltså åt höger. B är uppåt
fingrarna uppåt, tummen åt höger ger den magnetiska kraften mot mig
Men det är fel, facit säger att det ska vara såhär:
http://forumbilder.se/show.aspx?iid=df120121137068604
men jag fattar verkligen inte. Kan någon förklara? Jag vet att det handlar om fenomenet Lenz lag
Vi börjar om helt och hållet. Först är det en sluten cirkel som existerar. Denna slutna cirkel är helt ensam i universum, men nu börjar den att färdas åt vänster med en hastighet v. Den färdas mot ett homogent magnetfält vars riktning är inåt. Den första biten av cirkeln som kommer in i ett magnetfält kan vi se som en rak ledare. Tänk dig då istället en horisontell stång som kommer in i magnetfältet och färdas med farten v i riktningen vänster.
Det finns en kraft som heter Lorentzkraften, mer specifikt den delen för magnetfält. Den säger att F = qvB. Om v och B är vinkelräta mot varandra. Riktningen till F finner vi med högerhandsregeln där tummen representerar v, där pekfingret representerar B och resultatet är långfingret som representerar F. Svaret är att kraften F är riktad neråt.
Men för vad gäller Lorentzkraften? Jo det är
kraften på en laddad partikel som färdas i ett magnetfält. Det är alltså kraften på elektronerna i vår horistontella stång och den kraften är rikad neråt. Alla våra elektroner kommer alltså att vilja förflytta sig neråt i stången eftersom det är i den riktningen kraften verkar på elektronerna. Om elektroner rör sig neråt så kommer vi att få en ström uppåt. I vår horisontella stång som rör sig åt vänster i magnetfältet kommer alltså detta att skapa en ström i riktningen uppåt. Vilket är i enlighet med facits bild.
Vi skulle nu kunna använda resonemang som Lenz lag, men det tycker jag du kan göra själv! Jag kan i alla fall ge dig ett resonemang som stödjer facits resonemang.
Vad vi istället kan hänvisa till är energiprincipen. Energiprincipen säger att energin för ett slutet system alltid skall bevaras, vi kan helt enkelt inte skapa eller förstöra energi. Från början har vi enbart rörelseenergi som är relevant att titta på. Denna bestäms av vilken hastighet v vi har. K = mv²/2 är ju den kinetiska energin (rörelseenergin). Men vad händer i ett magnetfält? Vi skapar ju en ström, skapar vi då energi ur ingenting? Nej detta går inte, vi måste alltså minska energin någon annan stans och detta sker genom att rörelseenergin minskar i vår horisontella stång (alltså cirkeln).
Enda sättet att minska rörelseenergin på något som har massa är att utsätta det för en kraft i motsatt riktning mot hastigheten. Med hjälp av detta kan vi alltså bevara energin i systemet utan att bryta mot energiprincipen. Alltså måste kraften vara riktad åt höger, eftersom hastigheten är riktad åt vänster.
På så vis minskar rörelseenergin i vår cirkel som färdas i magnetfältet och vi skapar nu inte energi även om vi skapar en ström i kretsen. Energin att skapa strömmen kommer alltså från hastigheten vår cirkel har.
