L2020F > Sähkömagnetismi > Flashcards

Sähkömagnetismi Flashcards

(57 cards)

Start Studying
1
Q

Magneettinen vuorovaikutus vs. sähköinen vuorovaikutus

A

Sähköinen: varaukset muodostavat ympärilleen sähkökentän ja sähkökenttä aiheuttaa varauksiin sähköisen voiman

Magneettinen: liikkuvien varausten aiheuttama, ja niihin kohdistuva

Yhdessä: sähkömagneettinen vuorovaikutus

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

magneettisen voiman suunta ja suuruus

A

aina kohtisuorassa hiukkasen nopeutta vastaan, suoraan verrannollinen varaukseen Q ja sen nopeuden suuruuteen v
Fb = Qv * B*sin(a)
B=magneettivuon tiheyden sen komponentin suuruus, joka on hiukkasen nopeuden kanssa kohtisuorassa[T]
a= v ja B välinen kulma

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

teslan määritelmä

A

kun varattu hiukkanen (Q=1), kulkee nopeudella (v=1m/s) kohtisuoraan magneettivuon tiheyttä vastaan, siihen kohdistuvan magneettisen voiman Fb suuruus on 1 N, kun magneettivuon tiheyden suuruus on 1 T.

[V*s / m^2] = [Wb / m^2] = T

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

oikean käden sääntö positiivisesti varatulle hiukkaselle

A 
v = etusormi
B = keskisormi
Fb = peukalo

-negatiivisesti varatulla hiukkasella Fb vastakkaiseen suuntaan

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

magneettisen voiman suuruus jos nopeus v on magneettivuon tiheyden B suuntainen

A

Fb = QvB, jos magneettivuon tiheydellä ei ole nopeutta vastaan kohtisuoraa komponenttia B=0 niin Fb=0

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

milloin magneettinen voima on suurimmillaan

A

kun nopeus on kohtisuorassa magneettivuon tiheyttä vastaan

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

syklotroni

A
  • hiukkaskiihdytin, joka koostuu kahdesta D muotosesta puolikkaasta, joissa homogeeninen magneettikenttä. -puolikkaiden välissä kiihdyttävä sähkökenttä (AC)
  • hiukkasen nopeuden kasvaessa, ympyräradan säde kasvaa
  • hiukkasta kiihdytetään kunnes sopiva nopeus
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

nopeudenvalitsin

A

erottelee tietyn nopeuksiset varatut hiukkaset
Fb=Fe QvB=QE
–> v=E/B
eli hiukkaset pääsevät aukosta pois vain, jos ne kulkevat tarkasti suoraan eli jos sähköinen ja magneettinen voima hyvin tarkasti yhtä suuret

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

massaspektrometri

A

voidaan mitata varauksellisten hiukkasten massoja, esim. ionisoitujen atomien massat
-hiukkaset kiihydytetään sähkökentällä, tullessaan magneettikenttään joutuvat ympyräradalle -> mitä suurempi massa, sitä suurempi ympyräradan säde

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

sähkökentän voimakkuuden yksikkö

A

E = N/C

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

suoran virtajohtimen magneettikenttä

A

oikean käden peukalo sääntö, kenttäviivat ovat ympyröitä, joiden keskipiste on johtimen kohdalla ja jotka ovat johdinta vastaan kohtisuorassa
-virran suunta määrä magneettivuon tiheyden suunnan

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

kaava:

suoran virtajohtimen muodostaman magneettikentän magneettivuon tiheys etäiyydellä r johtimesta

A

B = myy0I / 2pi*r

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

tyhjiön permeabiliteetti arvo

A

myy0 = 4*pi *10^-7 H/m

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

johdinsilmukan aiheuttama magneettikenttä

A

toinen oikean käden sääntö: 2-5 sormet osoittaa johtimessa kulkevan virran suuntaan niin silloin peukalo osoittaa B suuntaan (.) eli tulee “paperista” katsojaan päin eli se näyttää magneettivuon tiheyden suunnan

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

onko magneettikentän kenttäviivat aina suljettuja silmukoita?

A

on

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

käämin magneettikenttä

A

voidaan päätellä samasta toisesta oikean käden säännöstä, jota käytetään johdinsilmukan aiheuttamaan magneettikenttään (koska käämi muodostuu kun johdinlankaa kierretään peräkkäisiksi johdinsilmukoiksi)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

minkä tyyppisiä magneetteja on

A

sähkömagneetit

kestomagneetit

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

kestomagneetit

A

= ferromagneettiset aineet (esim. Fe, Ni, Co), laitettaessa ulkoiseen magneettikenttään, ne muuttuvat magneeteiksi ja vahvistavat ulkoista magneettikenttää

  • jäävät magneeteiksi vaikka ulkoinen magneettikenttä poistettaisiin
  • sauvamagneetit tyypillisiä ferromagneettisia kestomagneetteja (N: pää, josta kenttä tulee ulos, S: josta tulee sisään)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

sähkömagneetit

A
  • magneetti, jonka magneettikentän aiheuttaa käämi, kun siinä kulkee sähkövirta
  • usein käämin sisään laitetaan jostain ferromagneettisesta aineesta valmistettu pötkö eli käämin sydän, joka vahvistaa merkittävästi käämin aiheuttamaa magneettikenttää ja näin sähkömagneetti on voimakkaampi
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

maan magneettikenttä

A

maan magneettinen etelänapa on siellä, jossa magneettikentän kenttäviivat menevät sisään, tämä kohta on siis kuitenkin maan maantieteellisellä pohjoisnavalla

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

inklinaatio ja deklinaatio

A

kulmia, jotka kuvaavat maan magneettikentän magneettivuon tiheyden suuntaa tietyssä maanpinnan kohdassa

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

inklinaatio

A

= magneettivuon tiheyden ja maanpinnan välinen terävä kulma
- maantieteellisellä eteläpuoliskolla, josta magneettiset kenttäviivat tulee ulos, inklinaatio on negatiivinen (-90) ja pohjoisessa positiivinen (90)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

deklinaatio

Study These Flashcards
A

= maantieteellisen pohjoissuunnan ja magneettivuon tiheyden maanpinnan suuntaisen komponentin välinen kulma

24
Q

magneettinen voima, joka kohdistuu kohtisuoraan magneettikenttää vastaan olevaan virtajohtimeen, jonka pituus on L ja jossa kulkee virta I

25
mitä tapahtuu jos on kaksi virtajohdinta lähekkäin, joissa molemmissa kulkee sähkövirta samaan suuntaan?
ne kohdistavat toisiinsa magneettisen voiman; johtimet vetävät toisiaan puoleensa (saa pääteltyä oikean käden säännöstä)
26
mitä tapahtuu jos on kaksi virtajohdinta lähekkäin, joissa sähkövirrat kulkevat vastakkaisiin suuntiin?
ne kohdistavat toisiinsa magneettisen voiman; johtimet työntävät toisiaan poispäin magneettisella voimalla -> hylkivät toisiaan (saa pääteltyä oikean käden säännöstä)
27
Amperen laki (Amperen voimalaki)
kaksi yhdensuuntaista virtajohdinta kohdistavat toisiinsa magneettisen voiman F=(myy0/2*pi) * (I1*I2 / r) * L jos virrat samaan suuntaan-> johtimet vetävät toisiaan puoleensa, jos eri suuntaan, johtimet hylkivät toisiaan
28
Mitä jos on kaksi eripituista vierekkäin olevaa virtajohdinta? millainen voima vai kohdistuuko mitään?
Amperen laki pätee hyvällä tarkkuudella johtimien kohdakkain oleviin osiin
29
homogeenisessä magneettikentässä, johdinsilmukkaan kohdistuva momentti
M = ABI sin a
30
homogeenisessä magneettikentässä, käämiin kohdistuva momentti
M = NABI sin a N=käämin kierrosten lkm
31
induktiojännite
e=LvB eli magneettikentän indusoima jännite johtimen päiden välille; syntyy kun johtimen nopeus on kohtisuorassa magneettikenttää sekä johdinta vastaan
32
magneettivuo
kuvaa sitä, kuinka paljon magneettikenttää läpäisee tietyn pinnan Φ=AB A=pinta-ala, joka on magneettikentän sisällä B=magneettivuon tiheys [Φ] = m^2 * T = [Wb]
33
Lenzin laki
magneettivuon muutoksesta johtuvan indusoituvan sähkövirran suunta on sellainen, että se vastustaa sen aiheuttavaa magneettivuon muutosta
34
induktiolaki (faradayn induktiolaki)
kun johdinsilmukan läpäisevä magneettivuo Φ muuttuu, johdinsilmukkaan indusoituu jännite e, joka on magneettivuon muutosnopeuden suuruinen, mutta sen kanssa vastakkaismerkkinen e = - ΔΦ / Δt miinusmerkki liittyy indusoituvan virran suuntaan (mutta lukiofysiikassa suunta päätetään tapauskohtaisesti)
35
jos magneettivuo pienenee, mitä indusoituvan virran aiheuttama magneettivuon tiheys pyrkii tekemään Lenzin lain mukaisesti?
Lenzin lain mukaan indusoituvan sähkövirran suunta on sellainen, että se vastustaa sen aiheuttavaa magneetivuon muutosta; joten tässä tapauksessa indusoituvan virran aiheuttama magneettivuon tiehys pyrkii kasvattamaan magneettivuota -> indusoituvan virran suunta tulee siis sellaiseksi joka tekisi tämän
36
jos magneettivuo kasvaa, mitä indusoituvan virran aiheuttama magneettivuon tiheys pyrkii tekemään Lenzin lain mukaisesti?
Lenzin lain mukaan indusoituvan sähkövirran suunta on sellainen, että se vastustaa sen aiheuttavaa magneetivuon muutosta; joten tässä tapauksessa indusoituvan virran aiheuttama magneettivuon tiehys pyrkii pienentämään magneettivuota -> indusoituvan virran suunta tulee siis sellaiseksi joka tekisi tämän
37
käämin päiden välille indusoituva jännite
käämin voidaan ajatella N kpl peräkkäin kytkettyjä johdinsilmukoita; käämin päiden välille indusoituva jännite on näiden yksittäisten johdinsilmukoiden jännitteiden summa, eli käämiin indusoituu jännite e = - N * ΔΦ/Δt
38
diamagneettinen aine
heikentää ulkoista magneettikenttää (joutuessaan ulkoiseen magneettikenttään, sen sisälle syntyvä magneettikenttä on hieman heikompi kuin ulkoinen magneettikenttä)
39
paramagneettinen aine
vahvistaa ulkoista magneettikenttää (joutuessaan ulkoiseen magneettikenttään, sen sisälle syntyvä magneettikenttä on hieman voimakkaampi kuin ulkoinen magneettikenttä)
40
ferromagneettinen aine
vahvistaa ulkoista magneettikenttää hyvin vahvasti (joutuessaan ulkoiseen magneettikenttään, sen sisälle syntyvä magneettikenttä on jopa satoja tai satoja tuhansia kertoja voimakkaampi kuin ulkoinen magneettikenttä)
41
magnetoituminen
aineen reagointi ulkoiseen magneettikenttään
42
suhteellinen permeabiliteetti myy(r)
kuvaa magnetoitumisen määrää myy(r) = myy / myy(o), myy(o)=4pi*10^-7 myy(r) = B / Bo --> eli aineen sisälle syntyvä magneettikenttä B on myy(r)-kertainen verrattuna magneettikenttään Bo mikä syntyisi tyhjiöön
43
miksi laitetaan käämiin sydän?
käämin sydän, eli ferromagneettista ainetta, laitetaan käämin sisälle koska se vahvistaa käämin magneettikenttää, minkä seurauksena sähkövirran muutokset aiheuttavat käämin läpäisevässä magneettivuossa suurempia muutoksia ja käämiin indusoituu suurempi itseisinduktiojännite myy(r) = L / Lo eli käämin sydänmateriaali, jonka suhteellinen permeabiliteetti on myy(r), kasvattaa käämin induktanssia samassa suhteessa kuin se vahvistaa käämin magneettikenttää, eli jos käämin sisällä sydän, sen induktanssi on myy(r) kertaa käämin induktanssi Lo (induktanssi, jos sisällä olisi tyhjiö tai ilmaa)
44
ideaalisen käämin resistanssi
0
45
käämin resistanssi
vaikka johdinlangan resistiivisyys olisi hyvin pieni, silti käämin suuren pituuden takia (monta kierrosta lankaa) sillä on usein merkittävän suuruinen resistanssi, jota voidaan mallintaa sarjassa olevana vastuksena (ja ideaalisena kääminä)
46
käämiin varastoituneen energian kaava
L = 1/2*L*I^2 käämin läpi kulkevan virran kasvaessa siihen varastoituu sähköistä energiaa ja virran pienentyessä se vapauttaa piiriin sähköistä energiaa (ideaalinen käämi ei kuluta energiaa kuten vastus, vaan se palauttaa sen takaisin piiriin)
47
vaihtovirta
sähkövirta, joka vaihtaa jaksollisesti tasaisin väliajoin suuntaansa; sen positiiviset virran arvot vastaavat virran kulkua tiettyyn sovittuun suuntaan ja negatiiviset arvot vastakkaiseen suuntaan
48
vaihtovirran synty
vaihtovirtaa synnytetään vaihtovirtageneraattorin avulla: kun johdinsilmukkaan tai käämiin, jota pyöritetään magneettikentässä kenttää vastaan kohtisuoran akselin ympäri (tai magneettikenttää pyöritetään käämin ympäri), syntyy vaihtojännite (silmukan läpäisevä magneettivuo vaihtelee jaksollisesti ja indusoi silmukkaan jaksollisesti muuttuvan jännitteen) -> kun piiri suljetaan siinä alkaa kulkea jaksollisesti muuttuva vaihtovirta
49
vaihtovirran tehollinen arvo I(eff)
= sinimuotoisen vaihtovirran keskimääräinen suurus I(eff) = î / sqrt(2)
50
vaihtojännitteen tehollinen arvo U(eff)
= sinimuotoisen vaihtojännitteen keskimääräinen suurus U(eff) = û / sqrt(2)
51
vastuksen tehon kulutus vaihtovirralla
käytetään tehollista arvoa tähän eli P = R*I(eff)^2
52
generaattorin osat 2kpl
roottori ja staattori roottori=pyörivä osa staattori=paikalla pysyvä osa
53
käämin päiden välille indusoitunut sinimuotoinen jännite, jos käämin tai magneettikentän kulmanopeus on w
e = NBAw*sin(wt) ja huippujännite: ê = NBA*2*pi*f = NBAw
54
induktiivinen kytkentä
jos käämin jonka läpi kulkee muuttuva virta, lähelle laitetaan toinen käämi siten, että ensimmäisen käämin aiheuttamaa muuttuva magneettikenttä indusoi toiseen käämiin jännitteen, kytkentää kutsutaan induktiiviseksi kytkennäksi (käämejä ei siis ole kytketty toisiinsa johtimilla, vaan ne vaikuttavat toisiinsa magneettikentän aiheuttaman INDUKTION kautta)
55
muuntaja
laite, jonka avulla voidaan muuntaa vaihtovirran jännitteen ja virran suuruutta
56
muuntajan rakenne ja toiminta
koostuu ensiökäämistä (N1) ja toisiokäämistä (N2), jotka on kierretty rautasydämen ympärille ensiökäämin päiden välillä kulkee vaihtovirta, ja sen päiden välillä on vaihtojännite U1 rautasydän vahvistaa magneettikenttää niin paljon, että lähes kaikki ensiökäämin läpäisevä magneettivuo kulkee rautasydämen sisällä ja myös siis toisiokäämin läpi, indusoiden siihen jännitteen U2 (ideaalinen muuntaja)
57
muuntajan muuntosuhde (ideaalimuuntaja)
U1/U2 = N1/N2 ideaalisessa muuntajassa myös ensiökäämin ja toisiokäämin sähkötehot yhtä suuret eli P1 = P2 U1*I1 = U2*I2 U1/U2 = I2/I1 tästä saadaan: U1/U2 = N1/N2 = I2/I1

L2020F (15 decks)

Brainscape helps you reach your goals faster, through stronger study habits.
© 2025 Bold Learning Solutions. Terms and Conditions