Ledersløyfe som beveger seg bort fra strømførende leder
Lov på eksamen
- Kalkulator
- CAS
- Graftegner og regneark
- Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kan den løses uten PC?
Alle deloppgavene kan løses uten PC.
Fra 2027 er det bare kalkulator og skriftlige hjelpemidler på del 2. Vurderingen er gjort med KI og kan inneholde feil.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
En rektangulær ledersløyfe ABCD er i en avstand fra en lang, rett leder hvor det går en strøm mot venstre. Sløyfa har lengden og bredden .

Ledersløyfa blir satt i bevegelse med en konstant fart bort fra lederen.
Hvilken retning får den induserte strømmen i ledersløyfa?
Vis at den magnetiske flukstettheten er i punktet B og i punktet C før bevegelsen starter.
Hvor stor blir den elektromotoriske spenningen i sløyfa i det øyeblikket bevegelsen starter?
Ledersløyfa blir så ført tilbake til utgangsposisjonen og holdt i ro. Fluksen gjennom ledersløyfa er da gitt ved
der er gitt i A og er gitt i Wb.
Skisser en graf som viser den induserte spenningen i sløyfa når vi varierer strømmen i lederen som vist på figuren nedenfor.

Fasit
Med klokka, sett slik figuren er tegnet: .
gir i B () og i C ().
for –, for – og for –. Se graf.
LøsningsforslagKI-generert
Magnetfeltet rundt en rett leder går i sirkler rundt lederen. Med høyrehåndsregelen (tommelen i strømretningen, mot venstre) peker feltet inn i papirplanet over lederen, der sløyfa er. Feltet blir svakere jo lenger fra lederen vi kommer. Når sløyfa beveger seg bort fra lederen, avtar derfor den magnetiske fluksen inn i papirplanet gjennom sløyfa.
Etter Lenz’ lov går den induserte strømmen slik at den motvirker endringen i fluksen. Strømmen må altså lage et magnetfelt som peker inn i papirplanet inne i sløyfa, og det gjør en strøm som går med klokka: .
Vi kan kontrollere med kraften på ladningene. Farten er oppover og feltet inn i papirplanet, så på positive ladninger peker mot venstre i både AB og DC. Feltet er sterkest ved AB, så der vinner kraften, og strømmen går fra B mot A.
Flukstettheten i avstanden fra en lang, rett leder er
Punktet B ligger i avstanden fra lederen:
Punktet C ligger lenger ut, i avstanden :
Når sløyfa beveger seg med farten bort fra lederen, skjærer de to lange sidene AB og DC (lengde ) gjennom feltlinjene. I en rett leder som beveger seg vinkelrett på et magnetfelt, induseres spenningen . Langs AB er feltet overalt , og langs DC er det overalt . De korte sidene beveger seg langs sin egen lengderetning, og der induseres det ingen spenning langs lederen.
Spenningene i AB og DC vil begge drive strømmen mot venstre, så rundt sløyfa virker de mot hverandre. Den samlede elektromotoriske spenningen er differansen:
Vi kan kontrollere med fluksen. Når siden AB er i avstanden fra lederen, er fluksen gjennom sløyfa . Deriverer vi med hensyn på tiden, med , og setter inn , får vi den samme verdien, . Det er altså differansen mellom spenningene i AB og DC som gir den induserte spenningen i sløyfa, ikke summen.
Sløyfa står i ro, men fluksen endrer seg fordi strømmen i lederen endrer seg. Faradays induksjonslov gir
Grafen for består av rette linjestykker, så er stigningstallet, og den induserte spenningen er konstant i hvert tidsintervall:
- –: , som gir .
- –: er konstant, så .
- –: , som gir .
Positiv svarer til en indusert strøm med klokka, som i a (fluksen avtar). Når strømmen øker, snur den induserte spenningen fortegn.

Tallet i fluksuttrykket er : vi summerer fluksen fra til .
Vedlegg
Vedleggene i oppgavesettet til Fysikk 2 H2022. De kunne brukes på hele eksamen, også del 1 (om hjelpemidlene).
Åpne på egen side: Faktavedlegg · Formelvedlegg