Magnetism

Question 1

Vad är magnetism?

Answer 1

• Magnetism uppstår från rörelsen av elektriska laddningar. På atomnivå orsakas detta av elektronernas rörelse och deras spinn.
• Magnetiska fält skapas av elektriska strömmar eller magnetiska material och kan representeras som fältlinjer.

Question 2

Magnetiska poler

Answer 2

• Alla magneter har två poler: nord och syd. Lika poler repellerar, medan olika poler attraherar varandra.
• Magnetiska fältlinjer går från nordpol till sydpol utanför magneten och från sydpol till nordpol inuti magneten, vilket skapar en sluten cirkel.

Question 3

Magnetfält

Answer 3

• Magnetfältet beskriver området runt en magnet eller en strömförande ledare där magnetiska krafter verkar.
• Mätt i Tesla (T): 1 T är ett starkt magnetfält (jordens magnetfält är ~50 μT).

Question 4

Fältlinjer

Answer 4

Magnetfält visualiseras med hjälp av fältlinjer där:
o Täta linjer = starkt fält.
o Glest mellan linjer = svagt fält.

Question 5

Riktning av magnetiska fält

Answer 5

• Magnetfältets riktning ges av en kompass eller med hjälp av högerhandsregeln:
  o För en rak ledare: Fingrarnas riktning följer fältet, och tummen pekar i strömmens riktning.
  o För en spole: Tummen pekar i magnetfältets riktning, och fingrarna visar strömmens riktning.

Question 6

Diamagnetiska material

Answer 6

o Svagt repellerade av magnetfält.
o Exempel: Koppar, silver.
o Orsakas av inducerade strömmar som skapar små motstående magnetfält.

Question 7

Paramagnetiska material

Answer 7

o Svagt attraherade av magnetfält.
o Exempel: Aluminium, platina.
o Har oparade elektroner som alignerar sig med magnetfältet.

Question 8

Ferromagnetiska material

Answer 8

o Stark magnetism; attraherade av magnetfält.
o Exempel: Järn, nickel, kobolt.
o Har domäner – områden där atomer är alignerade i samma riktning. Externa magnetfält förstärker denna alignering.

Question 9

Hysteres

Answer 9

• När ett ferromagnetiskt material magnetiseras och sedan avmagnetiseras, följer magnetiseringen en hystereskurva.
• Visar hur materialet behåller en viss magnetisering (remanens) och kräver en omvänd fältstyrka (coercivitet) för att helt avmagnetiseras.

Question 10

Magnetiskt flöde (Φ)

Answer 10

beskriver mängden magnetfält som passerar genom en yta och kan beräknas med formeln:
Φ = B * A * cos(θ)
Där:
* B är den magnetiska flödestätheten (mätt i Tesla, T),
* A är arean genom vilken fältet passerar (mätt i kvadratmeter, m²),
* θ är vinkeln mellan fältlinjerna och ytan.

Question 11

Vinkelrät fältlinjer (θ = 0°):

Answer 11

o Maximalt flöde: Φ = B * A.

Question 12

Parallella fältlinjer (θ = 90°):

Answer 12

o Inget flöde: Φ = 0.

Question 13

Magnetisk flödestäthet (B)

Answer 13

• Mäter styrkan på magnetfältet per ytenhet: B = Φ / A
• Ju högre B, desto starkare magnetfält.

Question 14

Homogena och inhomogena magnetfält

Answer 14

• Ett homogent magnetfält har samma styrka och riktning överallt (t.ex., inne i en lång solenoid).
• Ett inhomogent magnetfält varierar i styrka och riktning (t.ex., nära en permanent magnets poler).

Question 15

Jordens magnetfält

Answer 15

• Orsakas av rörelser i den flytande yttre kärnan av smält järn och nickel.
• Skyddar jorden från solvindar och kosmisk strålning.

Question 16

Jordens magnetfält komponenter

Answer 16

Komponenter:
o Horisontell: Används av kompasser.
o Vertikal: Vinkelrät mot jordens yta.
o Inklinationsvinkel: Visar lutningen av fältet relativt markplanet.