Den inducerede spænding
Lad os starte med at undersøge den inducerede spænding, der opstår i spolen fra den roterende magnet. Formålet er først og fremmest at forstå, hvad oscilloskopet viser, og hvilke egenskaber ved signalet der skal forklares med en teoretisk model.
Mål lagkagetallerkenens radius, .
Mål afstanden fra rotationsaksen til midten af magneten.
Mål spolens længde . Mål spolens tværsnit og beregn arealet . Notér også antallet af vindinger, .
Start motoren og find et tydeligt signal på oscilloskopet. Gem målingen som CSV og upload den her.
Hvad viser oscilloskopet? Beskriv signalets form. Er signalet hele tiden positivt, hele tiden negativt, eller skifter det fortegn?
Aflæs den største og mindste spænding, varigheden af én puls (det positive og det negative udsving samlet), og rotationstiden mellem to ens udsving. Brug musen til at aflæse på grafen og beregn selv tidsforskellene.
Er de positive og negative udsving lige store?
Hvor stor en del af rotationstiden varer én puls? Hvor mange grader af diskens rotation svarer det til?
Sammenlign med forholdet mellem spolens diameter og diskens omkreds. Er de to forhold omtrent ens?
Hvordan afgør I, hvor pulsen begynder og slutter? Hvad fortæller målingen om, hvor tæt magneten skal være på spolen for at frembringe en målbar spænding?
Flyt spolen længere væk fra disken, uden at ændre rotationshastigheden. Mål igen. Hvordan ændrer signalets højde og bredde sig? Hvorfor?
Flyt spolen tilbage, og lad disken rotere langsommere. Mål igen. Hvad sker der med signalets højde, bredde og rotationstiden?
Brug den oprindelige opstilling, men vend magneten . Mål signalet igen. Hvad sker der med fortegnet og signalets form?
Drej magneten i forhold til dens oprindelige retning, og mål igen. Hvordan ændrer signalet sig? Kan I forklare forskellen geometrisk?
Ekstra: andre magneter
Undersøg en anden magnet, hvis I har en. Sammenlign signalets form og størrelse med det oprindelige.
Ekstra: stangmagnet i centrum
Hvis I har en stangmagnet: Læg den med centrum på diskens rotationsakse og lad den rotere. Hvordan adskiller signalet sig fra signalet med magneten nær kanten? Hvad er geometrisk anderledes?