Induktion og vekselspænding

- vi laver elektricitet

Elektromagnetisme er et stort emne inden for fysik, kemi og biologi. I hverdagen har vi gjort os totalt afhængige af elektricitet.

Sådan opstår elektricitet

Vi går lige i gang med at kommentere forsøget, vi laver for at vise, hvordan man kan lave elektricitet.

Forsøget viser, at når man bevæger en magnet tæt på eller ned i en spole, så opstår der induktion, dvs. elektricitet.

Viseren på galvanometeret går enten til den ene eller den anden side alt efter om du . . .

• vender nordpolen opad eller nedad
• putter magneten ned i eller trækkes den ud af spolen

Induktionspændingen i ledningerne skifter altså mellem + og -. Der opstår vekselspænding.

Her på billedet til højre kommer sydpolen først ned i spolen.

Galvanometeret slår ud til den anden side i forhold til billedet oven over.

Når man laver elektricitet på denne måde, omdanner man mekanisk energi til elektromagnetisk energi.

Normalt må man ikke sætte de to spoler så tæt på hinanden. Her er det gjort for få et godt billede. Stangmagneten forstyrrer nemlig galvanometret.

Her til højre ses en roterende magnet. På et tidspunkt er det nordpolen, der passerer jernkernen, og bagefter er det sydpolen. Derfor opstår der vekselspænding i spolen. Plus og minus skifter hele tiden.

Der skal bruges energi for at trække magneten rundt. Det kan man gøre med vand-, vind- eller motorkraft.

Årsagen til energiforbruget er, at når spolen påvirkes af et magnetfelt, opstår der elektricitet i spolen. Spolens magnetfelt er modsatrettet det udefra kommende magnetfelt. Jo mere energi man vil have ud at spolen, jo mere energi skal man bruge for at dreje magneten rundt.

Forsøget viser, at når man bevæger en magnet tæt på eller i en spole, så opstår der induktion, dvs. elektricitet.

Når man laver elektricitet på denne måde, omdanner man mekanisk energi til elektromagnetisk energi.

Tværbølger

En dynamo er i princippet det samme som forsøget med den roterende magnet. Der opstår vekselspænding, altså elektromagnetiske tværbølger.

Man forbinder den ene ledning til jord, kaldet nul-leder, og den anden, kaldet fasen, vil nogen gange være positiv i forhold til jord og andre gange negativ.

 
Her er 0-lederen en grå streg, og fasen er rød.

Apotekerdrengen H. C. Ørsted fra Langeland endte som rektor på Københavns Universitet. Her underviste han bl.a. i fysik og opdagede i 1820, at en elektrisk ledning kunne påvirke en magnetnål.

Opdagelsen blev offentliggjort på latin og udgivet i England. På et trykkeri i nær London arbejde fysikeren Michael Faraday, og han så straks, at der nu var påvist en sammenhæng mellem elektricitet og magnetisme.

Faraday tænkte, at det kunne være interessant, om man så også kan starte med magnetisme og lave elektricitet.

Michael Faraday arbejdede på ideen og opfandt elektromotoren i 1821. Først i 1831 fandt han ud af, at når man bevæger en magnet i en spole, opstår der elektricitet. Dermed er Faraday induktionens far.

Disse to opdagelser blev fulgt op af en række opfindelser. Snart blev telegrafen opfundet, og man kunne ved hjælp af morsealfabetet sende beskeder over meget store afstande. Ørsteds og Faradays opdagelser havde afgørende indflydelse på den moderne industrielle revolution.