Perustehtävät (111–122)

111. Leijuva sauvamagneetti

Sauvamagneetti "leijuu" kuvan mukaisesti kahden yhteenliitetyn magneetin yläpuolella. 

  1. Piirrä molempien magneettien voimakuvio. Voit olettaa, etteivät magneetit kosketa sivuseinämiin.
  2. Selitä, miten tilanne muuttuisi, jos kaksinkertainen magneetti olisi yläpuolella niin, että eteläkohtiot ovat edelleen vastakkain.
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

112. Ruuvit kestomagneetissa

Pieniä ruuveja roikkuu peräkkäin kestomagneetista. Lähimpänä kestomagneettia oleva ruuvi irrotetaan magneetista. Mitä havaitaan? Miksi?
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

113. Magneettivuon tiheysvektorit

Kopioi kuvat 1 ja 2 (alla) ja hahmottele niihin merkittyihin kohtiin A–C magneettivuon tiheysvektorit. Kiinnitä huomiota vektorien suuntiin ja suuruussuhteisiin.
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

114. Maan magneettikenttä

  1. Maan magneettikenttä voidaan mallintaa sauvamagneetin magneettikentäksi. Missä sijaitsee maapallon magneettikentän etelä- ja pohjoiskohtio?
  2. Mitä tarkoittavat käsitteet inklinaatio ja deklinaatio? 
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

115. Voimalinjojen magneettikenttä

Kaupungin sosiaalivirastoon on tullut valitus, että leikkipuiston läheisyydessä sijaitseva 110 kV:n voimalinja aiheuttaa vaarallisen magneettikentän. Säteilyturvakeskuksen suositusten mukaan pitkäkestoisessa altistuksessa magneettivuon tiheys ei saisi ylittää 100 mikroteslaa. Johtimen sähkövirran arvioidaan olevan suurimmillaan 200 A, ja leikkipaikan etäisyys siitä on 30 m. Voiko magneettivuon tiheyden turvaraja teoriassa ylittyä?

  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

116. Levitoiva sammakko

Vesi on diagmagneettinen aine. Oheisessa kuvassa elävä sammakko levitoi sähkömagneetin sisällä. Sähkömagneetin voimakkuus on noin 16 T ja sähkömagneetin reiän halkaisija on noin 32 mm.

  1. Millainen aine on diamagneettinen? 
  2. Selitä kuvassa näkyvä ilmiö.
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

117. Suora johdin homogeenisessa magneettikentässä

Pitkä suora johdin on homogeenisessa magneettikentässä, jonka voimakkuus on 10 mT. Johtimessa kulkevan sähkövirran voimakkuus on 16 A. 

  1. Laske johtimeen kohdistuvan magneettisen voiman suuruus yhtä metriä kohden.
  2. Asetetaan johtimen kanssa yhdensuuntaiseksi toinen johdin, jossa kulkee yhtä suuri sähkövirta samaan suuntaan. Johtimien välinen etäisyys on 5,0 cm. Laske johdinten välisen voiman suuruus metriä kohden.
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

118. Johtimeen kohdistuvat voimat

2,3 metrisen johtimen massa on 17 g. Sähkövirta johtimessa on 1,8 A.

  1. Kuinka suuri tulisi olla johtimelle kohtisuoran magneettivuon tiheys, jotta johdin leijuisi paikallaan kentässä?
  2. Piirrä kuva, jossa ilmenee kentän ja virran suunnat sekä johtimeen kohdistuvat voimat.
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

119. Vastakkaisuuntaiset virrat yhdensuuntaisissa johtimissa

Kahdessa yhdensuuntaisessa johtimessa kulkevat vastakkaissuuntaiset sähkövirrat [[$ I_1 $]]​ = 2,0 A ja [[$ I_2 $]]​ = 4,0 A. Yhdensuuntaisten osien pituus on 0,84 m. Kuinka kaukana johtimet ovat toisistaan, jos niiden välinen voima on 2,0 μN​? Hylkivätkö johtimet toisiaan?
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

120. Käämi homogeenisessa magneettikentässä

Homogeenisessa magneettikentässä, jonka magneettivuon tiheys on 2,0 T, on neliön muotoinen käämi, jossa on 100 kierrosta. Käämin sivun pituus on 20 cm.

  1. Mikä on silmukan asento, jossa käämiin kohdistuva momentti on suurin?
  2. Laske johtimeen kohdistuva momentti, kun silmukassa kulkee 3,0 A sähkövirta.
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

121. Tasavirtamoottori

Oheinen kuva esittää yksinkertaista tasavirtamoottoria. Johdinsilmukassa kulkee 620 mA:n sähkövirta. Magneettivuon tiheys on 10,5 mT, ja neliön muotoisen johdinsilmukan sivun pituus on 5,0 cm. 

  1. Piirrä niiden voimien voimavektorit, jotka pyörittävät johdinsilmukkaa.
  2. Laske suurin johdinsilmukkaan kohdistuva voiman momentti.
  3. Selitä kommutaattorin merkitys sähkömoottorin toiminnalle.
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

122. Magneettivuon tiheys

Magneettivuon tiheys voidaan määrittää mittaamalla käämiin kohdistuva momentti ja laskemalla siitä magneettivuon tiheys. Eräässä momentin mittaavassa laitteessa käämissä kulkee 1,0 A virta, siinä on 1 000 kierrosta ja se on poikkileikkaukseltaan neliö, jonka sivun pituus on 2,0 cm.

  1. Miksi käämiin vaikuttava momentti ja siten myös laskettu magneettivuon tiheys riippuu mittarin asennosta?
  2. Eräässä tilanteessa havaittiin, että käänneltäessä mittaria eri asentoihin suurin mitattu momentti oli 10 µNm. Laske magneettivuon tiheys tilanteessa.
  • Palauta vastaus

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.