Transformer forsøg #1

I dag lavede vi et forsøg, hvor vi skulle undersøge hvordan forholdet mellem primær- og sekundærspolen på en transformer kan ændre strømmens spænding. Vi startede med at bygge en transformer som består af en strømkilde der er sat til vekselstrøm, 2 spoler, en lukket jernkerne og et voltmeter.

 

 

Så satte vi strømkildens spænding til at være 4 V, også prøvede vi forskellige kombinationer af vindingstal på primær- og sekundærspolen. 

Sådan her så kombinationerne og deres resultater ud:
 

Vi fandt ud af at spændingen på sekundærsiden bliver større når sekundærspolens vindingstal er større end primærspolens vindingstal. 

Og når primær- og sekundærspolen har det samme vindingstal, hvor spændingen i primærspolen er på 4 V, er spændingen i sekundærspolen 3,5 V. I realiteten burde det blive det samme, men der sker også et energitab undervejs.

Analyse af vækselspændingskurve

I dag skulle vi lave et fælles forsøg, hvor vi målte spændingen fra egen generator, hvor der var sat et elektronisk dataopsamlingsudstyr til, som overførte informationerne hen i en vekselspændingskurve. Derudover var der sat et voltmeter til generatoren, som målte den effektive spænding.
 

Sådan så vores opstillingen ud:

Som man kan se, er der til venstre i billedet en elmotor, der er tilsluttet en strømforsyning. Det gør så, at elmotoren drejer rundt, og ved hjælp af en elastik, får den den runde magnet til at dreje rundt. Ved siden af magneten er der en spole med 400 vindinger og med en jernkerne indeni. Spolen er tilsluttet et voltmeter; den grå boks, og et elektronisk dataopsamlingsudstyr; det blå apparat.

 Her er vekselspændingskurven, som blev lavet ud fra målingerne af vores generator.

 

 

X- aksen viser tiden i sekunder, og på den graf vi har her, går der 0,27 sekunder, 0,03 sekunder for hver inddeling.

Y-aksen viser spændingen i volt, og på den her graf, er inddelingerne på 0,4 volt hver.

 

Amplitude; 
Det er den afstand der er mellem 0 og den maksimale spænding.

I vores tilfælde er Amplituden: 0,6 V

Periodetiden;
I løbet af én periodetid dannes én periode, og perioden bevæger sig én periode fremad. Én periode løber fra hvilepunktet til der hvor spændingen én gang har været oppe og én gang nede og så er tilbage på et hvilepunkt.

Periodetiden i vores tilfælde er derfor: 0,06 sek


Den maksimale spænding;
Det er det punkt på kurven der ligger længst fra midten, uanset om det er på plus- eller minussiden.

Vores kurves maksimal spænding er: 0,6 V

Frekvensen;
Frekvens er et mål for hvor hurtigt regelmæssige gentagelser af et givet fænomen forekommer. Begrebet bruges ofte til at beskrive hvor mange gange i sekundet en svingning forekommer. Dette måles i enheden hertz.

Vores kurve har en frekvens på: 33,33 Hz

Den effektive spænding;
Den effektive spænding er den spænding, man får ud af vekselstrømmen, når man bruger den.

Man kan regne den effektive spænding ud med denne formel:

 
Effektivværdi = maksimalværdi : ^2

 

Vores effektive spænding: 
ES = 0,6V : ^2 =  0,42426 V

Med voltmeteret målte vi den effektive spænding til at være 0,2 V, hvilket ikke er det vi har regnet os frem til. Det skyldes nok upræcisheden i at måle et så lille tal med et voltmeter, der nok ikke er så præcis med små tal.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Induktionspænding 2

I dag lavede vi et forsøg hvor vi skulle undersøge hvad styrken induktionspænding afhænger af. Vi skulle lave en opstilling med 4 spoler, et galvanometer og nogle ledninger.
Sådan ser vores opstilling ud:

















Først skulle vi bevæge magneten med samme hastighed hver gang ned i de forskellige spoler.
Her er et skema som viser spolernes vindingstal og galvanometers udslag.

Spolens vindingstal	Galvanometerets udslag
200	0
400	1
1.600	3,5

Vores resultater viser, at jo flere vindinger en spole har, jo større et udslag vil det give.

Bagefter skulle vi bevæge magneten med forskellige hastigheder med spolen med 400 vindinger.
Her er et skema over hastigheden og udslaget:

Magnetens hastighed	Galvanometerets udslag
Langsom	0,5
Middel	1,1
Hurtig	2

Vi kom frem til at jo hurtigere hastigheden er på magneten, jo større et udslag vil det give.

Så skulle variere magnetfeltets størrelse i spolen med 400 vindinger
Her er et skema over magnetfeltets styrke og galvanometerets udslag:

Magnetfeltets styrke	Galvanometerets udslag
1 magnet	1
2 magneter	2

Vores resultater viser at jo større et magnetfelt, jo større et udslag.


Forsøget har vist os at hvis man har en spole med mange vindinger, og en stor magnet i høj hastighed, skaber man en stor spænding.

Induktion og elproduktion

I dag lavede vi 3 forsøg med induktion og el-produktion.

1. Forsøg
I det første forsøg undersøgte vi et galvanometers udslag. Først skulle vi sætte et galvanometer ned i en spole. Så skulle vi sætte to ledninger med krokodillenæb på, til spolen. Den øverste blev kaldt A, og den nederste blev kaldt B. Så skulle vi se hvad der skete hvis vi forbandt henholdsvis A til plusenden af et batteri og B til minusenden, og omvendt.

Da vi forbandt A til plusenden af batteriet og B til minusenden, så udfaldet sådan her ud:

 Da vi bagefter forbandt A til minusenden, og B til plusenden, så udfaldet således ud:

2. Forsøg:





I det andet forsøg skulle vi bruge et galvanometer og en magnet for at teste induktionsstrømmens retning.

Her er hvad vi skulle undersøge, og resultaterne:

Magnet- bevægelse	Strøm-retning
Nordpol mod spole	Venstre
Nordpol væk fra spole	Tilbage til midten fra venstre
Sydpol mod spole	Højre
Sydpol væk fra spole	Tilbage til midten fra højre
Magnet i spole uden bevægelse	Det kommer an på  hvilken pol der bliver brugt

3. Forsøg

I dette forsøg skulle vi frembringe en spænding med en spole og en magnet. Vi skulle forbinde en spole til voltmeteret. Derefter skulle vi så forsøge at frembringe et så stort så muligt udslag på voltmeteret.

Her er der nogle billeder af vores opstilling, metode og udslag.

Vores størst opnåede udslag lå på 0,2 V, hvilket jo faktisk ikke er særlig højt, man kan så også sige at vores metode som egentlig bare var at lade magneten "falde" direkte ned igennem spolen, nok ikke er den bedste og mest effektive metode. Hvis vi havde haft noget mere tid og noget mere kreativitet er vi sikre på at vi kunne have forbedret udslaget.

Teoretisk set kan vi sige at:
Hurtigere magneten bevæger sig igennem spolen, jo større et udslag.
Kraftigere en magnet, jo større et udslag.
Flere vindinger, jo større et udslag.

Forsøg med magnetkran

I dag har vi lavet 2 forsøg med en magnetkran. En magnetkran ser sådan her ud:

1. Forsøg

Vi skulle finde ud af, om det var sværest at trække en jernkerne fra en magnetkran med ens poler eller forskellige.  

 

Vi fandt ud af, at det er sværest at trække en jernkerne fra en magnetkran med forskellige poler.

2. Forsøg 

Vi skulle finde ud af om det er en magnetkran med forskellige poler eller en med ens poler der kan løfte flest papirsclips. Vi skulle også se på hvordan clipsene satte sig.

Ens poler:

Forskellige poler:

Vi fandt ud af en magnetkran med forskellige poler kan løfte flest papirclips, hvilket jo også gav mening i forhold til det andet forsøg, hvor vi jo fandt ud af at den er stærkest.

I forhold til clipsenes mønstre, kan vi sige at de ved forskellige poler sidder i en "bue" fra den ene pol til den anden. De viser "forbindelsen" mellem nord- og sydpolen på magnetkranen.Ved de ens poler sidder lige clipsene lige ned i to grupper. Det er fordi der ikke er nogen "forbindelse" mellem to ens poler.

Magnetisering og afmagnetisering

I dag lavede vi 3 forsøg, igen handlede det om magnetisme.

1. + 2. Forsøg:

I de første 2 forsøg vi lavede, skulle vi magnetisere og afmagnetisere en kompasnål ved hjælp af jævnstrøm og vekselstrøm.

Først magnetiserede vi kompasnålen, ved at sætte en kontakt og en spole med 400 vindinger op sådan her:

Så førte vi kompasnålen igennem spolen samme vej flere gange for at magnetisere den. 

For at afmagnetisere kompasnålen, lavede vi den samme opsætning og proces, bare hvor vi havde sat det til vekselstrøm i stedet for jævnstrøm:
 

3. Forsøg:

I det sidste forsøg, skulle vi lade kompasnålen blive liggende inde i spolen mens den var sat til vekselstrøm. Så skulle sende strøm igennem, kort tid af gangen, 50 gange. Og efter hver gang skulle vi tjekke hvad den samme ende af kompasnålen (vi havde valgt Nordpolen) havde for en pol.

Resultatet: 26 gange var det nordpol og 24 gange sydpol. 

Grunden til at det er forskelligt, er fordi at polerne i vekselstrøm hele tiden skifter.

Forsøg med magnetisme og elektromagnetisme

I dag skulle vi lave 4 forsøg omkring magnetisme og elektromagnetisme:

1. Forsøg:

Vi ville gerne se hvordan en stangmagnets magnetfelt ser ud. Det har vi gjort ved at bruge en stangmagnet, papir og jernspåner. Vi lage et papir over en stangmagnet og drysset jernspåner over papiret. Den måde det lage sig på viser hvordan et magnetfelt ser ud.

 

Der er flest jernspåner i midten fordi, at magneten er stærkest i enderne. 

2. Forsøg

Vi skulle vise at der er et magnetfelt omkring en strømførende ledning. Vi havde en ledning, hvor vi førte strøm igennem. Vi puttet nogle små kompasset rundt om ledningen og så så på, hvilken vej de vendte. 

Sådan så det ud:

 

 

Man kan se på kompasnålene,  at der er et magnetfelt rundt om ledningen fordi, at det på en måde danner en cirkel på grund af magnetfeltet.

 

3. Forsøg + 4. Forsøg

Det sidste forsøg skulle vi lave en elektromagnet og påvise dens poler. Vi viklet en ledning rundt om et søm, og sendte strøm igennem den. For at påvise dens poler, holdt vi den op imod en kompasnål:

Som man kan se på billedet er elektromagnetens nordpol ved sømhovedet.