Elektromagnetisk induksjon – Fysikk 2

🎯 Læringsmål – Kapittel 8

Etter å ha arbeidet med dette kapitlet skal du kunne:

• definere magnetisk fluks
• bruke Faradays induksjonslov og Lenz lov
• regne med bevegelsesindusert spenning
• forklare hvordan en generator og en transformator virker

1. Magnetisk fluks

Magnetisk fluks Φ er et mål på hvor mye magnetfelt som går gjennom en flate A:

Φ = B · A · cos θ  (enhet weber, Wb)

der θ er vinkelen mellom feltet og flatens normal. Fluksen er størst når feltet står vinkelrett på flata (θ = 0°).

Fluksen avhenger av vinkelen θ mellom feltet og flatenormalen n.

2. Faradays induksjonslov

En endring i magnetisk fluks gjennom en spole induserer en spenning. Med N viklinger:

ε = − N · ΔΦ / Δt

Jo raskere fluksen endrer seg, desto større indusert spenning.

Eksempel: En spole med N = 200 viklinger får fluksen endret med ΔΦ = 0,020 Wb på Δt = 0,10 s:
ε = 200 · 0,020 / 0,10 = 40 V.

3. Lenz lov

Minustegnet uttrykker Lenz lov: den induserte strømmen går alltid slik at den motvirker endringen som skapte den. Dette følger av energibevaring.

Når magneten føres inn, induseres en strøm (måles av galvanometeret G) som motvirker endringen.

4. Bevegelsesindusert spenning

Når en rett leder med lengde L beveger seg med fart v vinkelrett på et felt B, induseres spenningen:

ε = B · L · v

En leder som beveger seg i feltet får indusert spenning ε = B·L·v. Eksempel: B = 0,20 T, L = 0,50 m, v = 3,0 m/s:
ε = 0,20 · 0,50 · 3,0 = 0,30 V.

5. Generator og vekselstrøm

En generator er en spole som roterer i et magnetfelt. Fluksen gjennom spolen endrer seg sinusformet, så den induserte spenningen blir en vekselspenning (AC). Slik produseres nesten all elektrisk energi.

6. Transformatoren

En transformator overfører energi mellom to spoler via en felles jernkjerne og kan endre spenningen. For en ideell transformator:

U_p / U_s = N_p / N_s

der p = primær (inn) og s = sekundær (ut). Effekten er tilnærmet bevart: P_inn ≈ P_ut.

Forholdet mellom viklingene bestemmer hvordan spenningen endres. Eksempel: N_p = 1000, N_s = 50, U_p = 230 V:
U_s = 230 · 50 / 1000 = 11,5 V.

7. Oppsummering – Formelkort

Størrelse	Formel	Enhet
Magnetisk fluks	Φ = B·A·cosθ	Wb
Faradays lov	ε = −N·ΔΦ/Δt	V
Bevegelsesindusert	ε = B·L·v	V
Transformator	U_p/U_s = N_p/N_s	—

---

Fordypning: induksjon, Faradays og Lenz' lov Komplett eksamensdel for Kapittel 8 – dyp teori, figurer, gjennomgåtte regneeksempler, øvingsoppgaver og programmering. Bygd på kompetansemålene i Fysikk 2 (LK20). 📌 Kompetansemål (LK20, Fysikk 2)

• gjøre rede for elektromagnetisk induksjon og bruke Faradays og Lenz' lov til å beskrive og beregne induserte spenninger
• gjøre rede for hvordan generatorer og transformatorer virker, og knytte dette til energioverføring og energibevaring
• bruke numeriske metoder og programmering til å beregne induserte spenninger ved tidsvarierende felt

A · Magnetisk fluks – «hvor mye felt går gjennom»

Induksjon handler om endring i magnetisk fluks. Fluksen Φ er et mål på hvor mye magnetfelt som går gjennom et areal: …