Induktionsstrøm og generatorer 3

I dag lavede vi det sidste forsøg om induktion og generatorer.

Forsøg 5

Formålet:
Lav en generator.

Materialer:
- Strømforsyning
- Ledninger
- Motor
- Elastik
- Rund magnet
- Jernkerne
- Spole med 400 vindinger
- Voltmeter
- Dataopsamling

Forsøgsdesign:

I dette forsøg koblede vi en motor til en strømforsyning. Motoren satte vi fast til en rund magnet med en elastik, så når motoren fik strøm og drejede rundt, gjorde magneten det også.  Magneten drejede rundt ved siden af en spole med en jernkerne i, som med ledninger var koblet til et voltmeter og en dataopsamling.  

Resultat:

Voltmeteret viste strømmens spændingen, og i vores forsøg var spændingen 0,2 volt. Via dataopsamlingen kunne vi også se dens vekselsspændingskurve i programmet SPARKvue fra Pasco, 

som viser spændingen over tid. 

Konklusion:

Vi kan konkludere at vi lavede en generator ved hjælp af induktionsstrøm. 

Induktionsstrømmen skabes når et magnetfelt bevæges i nærheden af en spole, og det var det der skete i vores forsøg, da vi fik motoren til at bevæge en magnet ved siden af jernkernen i spolen.

Forsøg 6

Formålet: 

Analyser vekselsspændingskurven fra vores forrige forsøg.

Akserne:

X-aksen på vores vekselspændingskurve indikerer spændingen i volt, og y-aksen indikerer tiden i sekunder.

Amplitude:

Er afstanden fra 0 volt til den højeste spændingsværdi, på begge sider af 0. 

Amplituden er maksimalt 0,5 volt på vores vekselspændingskurve. Amplituden er indikeret med den grå lodrette pil på kurven.

Maksimal spænding:

Er den største spænding på enten plus eller minus siden af 0. 

Den maksimale spænding er også 0,5 volt på vores vekselspændingskurve, ligesom amplituden. Maksimal spændingen er indikeret med den sorte prik på kurven.

Periodetid: 

Er tiden der går på en periode (fra 0, til en bølgetop, til en bølgedal og til 0 igen). 

Et eksempel på en periode i vores vekselspændingskurve er fra 0,59 - 0,65. 

Her er periodetiden altså 0,06 sekunder. Periodetiden er indikeret med den røde vandrette streg på kurven.

Effektiv spænding:

Er den jævnspænding der giver samme energiudvikling eller har samme effekt som vekselspændingen, den kan aflæses på voltmeteret. 

Den effektive spænding i vores forsøg er 0,2 volt ifølge voltmeteret.

Hvis man vil regne den effektive spænding ud skal man gøre således:

 maksimal spænding ÷ √2 = Effektiv spænding

 0,5V ÷ √2 = 0,35 volt

En af grundene til at den effektive spænding bliver 0,2 volt i forhold til voltmeteret, og 0,35 volt når man udregner det, er fordi det er så lille et tal, så det bliver upræcist. Det kan også være fordi at vi måler med kun 100 Hertz , så det kan godt være at spændingen topper et andet sted, end dér vi måler.

Frekvens:

Angiver antallet af perioder pr. sekund i Hertz. For at udregne det, skal man bruge denne formel: 

f = 1 ÷ T, hvor T er periodetiden i sekunder. 

Periodetiden i dette forsøg er 0,06 sekunder, så man siger: 

1÷ 0,06 = 16,6667 Hz. 

Derfor er frekvensen 16,6667 Hz i vores forsøg.

Induktionsstrøm og generatorer 2

Forsøg 4

Formålet:

Undersøge hvilke faktorer der har indflydelse på induktionsspændingen.

Materialer:

- Spole m. 200 vindinger

- Spole m. 400 vindinger

- 2 spoler m. 1600 vindinger

- 2 stangmagneter

- 4 ledninger

- Galvanometer

Forsøgsdesign:

Vi koblede de 3 forskellige spoler til hinanden og til den sidste spole med 1600 vindinger. Så satte vi galvanometeret i den sidste spole.

Derefter skulle vi finde ud af hvilke faktorer der påvirkede galvanometerets udslag.
Hvis vi:

- satte magneten ned i spoler med forskellige vindinger

- bevægede magneten i forskelligt tempo

- brugte magneter med forskellig styrke

Resultat:

Konklusion:

Man kan se ud fra vores resultater at magnetens hastighed, magnetens styrke og spolensvindingstal har indflydelse på induktionsstrøm og giver et strørre udslag på galvanometeret. Dog kan nogle resultater være forskellige fra forsøg til forsøg. F.eks. kan magneter have forskellige styrker, og hastigheden kan også variere, da man ikke bevæger magneten lige hurtigt.

Induktionsstrøm og generatorer 1

I dag lavede vi 3 forsøg om induktionsspænding.


Forsøg 1

Formålet:
Undersøg galvanometerets udslag.

Materialer:
- 1 spole med 1600 vindinger
- 1 galvanometerinsats
- 1 batteri
- 2 ledninger
- 2 krokodillenæb

Forsøgsdesign:

Vi startede med at sætte galvanometerinsatsen i spolen. Så koblede vi ledningerne til spolen, og satte de to krokodillenæb på i den anden ende.  

Derefter satte vi det røde krokodillenæb mod plus-enden af batteriet, og det sorte mod minus-enden.

Bagefter gjorde vi det omvendte.

Resultat:

Med det røde næb på plus og det sorte næb på minus pegede galvanometeret mod venstre. Med sort på plus og rød på minus pegede den mod højre.

Konklusion:

Grunden til at galvanometerets udslag er forskellige, er fordi at vi skifter strømmens retning. Jævnstrøm (som der er i batterier) går altid fra plus til minus.

Så i starten gik strømmen fra plus (der sad i rød) til minus (der sad i sort), og bagefter ændrede strømmens retning fordi plus nu sad i sort og minus sad i rød. 

Forsøg 2

Formålet:
Find ud af induktions-strømmens retning.

Materialer:
- 1 galvanometer
- 2 spoler med 1600 vindinger
- 1 stangmagnet
- 2 ledninger


Forsøgsdesign:


Vi koblede de to spoler sammen med ledningerne,  og i den ene spole satte vi galvanometeret i. Derefter stillede vi dem med afstand fra hinanden, så vi var sikre på at galvanometeret ikke blev påvirket af den magnet vi skulle bruge til forsøget.

Vi skulle undersøge hvad galvanometerets udslag blev når vi:

• Sænkede magnetens nordpol ned i spolen
• Hev nordpolen op igen
• Sænkede magnetens sydpol ned i spolen
• Hev sydpolen op igen
• Lod magneten blive i spolen uden bevægelse

Resultat:









Konklusion:
Strømmens retning afhænger af om det er en syd- eller nordpol man putter ned i spolen.




Forsøg 3

Formålet:
Frembring mest muligt strøm med en spole og en magnet.

Materialer:
-1 voltmeter
-1 spole med 1600 vindinger
-1 stangmagnet (evt. 2)
-2 ledninger

Forsøgsdesign:
Vi forbandt (med ledningerne) spolen til voltmeteret. Derefter afprøvede vi forskellige metoder, for at finde den måde der gav den største spænding. Af de metoder vi afprøvede var denne bedst:

Resultat:
Vores højeste spænding var 2,3 volt på voltmeteret, dog fik vi ikke filmet det. I videoen kom vi op på ca. 2 volt, og den illustrere fint hvad vi gjorde for at få vores resultater.

Konklusion:
Vi startede med kun at bruge én stangmagnet, og bare "tabe" magneten ned igennem spolen, og det resulterede i en meget svag strømstyrke. Men efter lidt eksperimentering, fandt vi ud af at bruge to magneter, og at køre den frem og tilbage hurtigt. Det gav os meget bedre resultater.

Vi kan derfor konkludere at der er tre faktorer der afgør hvor kraftig strømmen bliver: Antal vindinger, magnetens styrke og magnetens hastighed (hvor hurtigt magneten bliver bevæget).
Denne slags strøm man skaber ved at bevæge en magnet i en spole, kaldes induktionsstrøm.