Newton natuurkunde Hoofdstuk 11: Elektromagnetisme. Havo 5
magnetisch veld:
een permanente magneet is een magneet waarvan de magnetische werking niet verandert. Gelijknamige polen stoten elkaar af, ongelijknamige polen trekken elkaar aan. De 3 metalen die altijd worden aangetrokken zijn: ijzer, nikkel en kobalt.
Magneten zijn er in allerlei sterkten, soorten en maten.
Magnetische inflectie:
IJzer nikkel en kobalt bevatten kleine elementaire magneten. Bij een permanente magneet zijn deze zogenaamde elementaire magneten geordend (dit in tegenstelling tot een weekeizer). In een permanente magneet zijn de elementaire magneten lastig draaibaar, bij een weekeizer gaat dit makkelijk.
De verkiezingen: wat doen de partijen voor jongeren?
Magnetische influentie: De elementaire magneten worden geordend d.m.v. een magneet.
Magnetische veldlijnen:
in de omgeving van een magneet bevinden zich veldlijnen deze omgeving met veldlijnen noemen we het magnetisch veld.
- de raaklijn aan een veldlijn geeft de richting van de kracht aan
- de richting van een veldlijn geeft de richting aan waarin de noordpool van een draaibare magneetnaald op die veldlijn wijst
De veldlijnen lopen buiten de magneet van N naar Z.
De magnetische inductie is de grootheid waarin de sterkte van een magneetveld wordt weergegeven. De magnetische inductie (B) heeft een grootte en een richting: het is een vectorgrootheid.
De magnetische inductie heeft als eenheid tesla (T).
de formule van de magnetische inductie voor een spoel staan in je Binas op Blz. 35.
B = μo . (N.I)/ℓ
B magnetische inductie in T
μo magnetische permeabiliteit in vacuum (lucht)
μo = 4.π.10-7 Hm-1 (zie BINAS tabel 7)
N aantal windingen
ℓ lengte spoel in m
I stroomsterkte in A
Elektromagnetisme:
Een stroomspoel- en draag hebben ook een magnetische werking. Het veld van zo’n stoomspoel loopt binnen de spel van zuid naar noord, en er buiten van noord naar zuid.
De richting van het veld in de spoel is makkelijk te vinden met de rechterhandregel: De gekromde vingers wijzen in de richting van de stroom, de uitgestoken duim in de richting van de veldlijnen binnen de spoel.
Je kunt het magnetisch veld van een spoel versterken door het toevoegen van een weekijzeren kern.
een stroomdraad heeft ook een magnetische werking en dus een magnetisch veld. Ook hier bepaal je de richting met de rechterhandregel:
duim is de stroomrichting en de gebogen vingers de richting van het veld.
Voor een stroomdraad is de magnetische inductie ook te berekenen. alleen is de formule iets anders.
B = μo . I/2pr
B magnetische inductie in T
μo magnetische permeabiliteit in vacuum (lucht)
μo = 4.π.10-7 Hm-1 (zie BINAS tabel 7)
r afstand tot de graad
I stroomsterkte in A
De Lorentzkracht is de kracht die een stroomdraad ondervind in een magnetisch veld. De richting van deze zogeheten lorentzkracht vind je ook met behulp van de rechterhandregel:
De lorentzkracht is ook te berekenen, dit volgens de volgende formule:
Fl = B . I . ℓ . sina
Fl Lorentzkracht in N
B magnetische inductie T
I stroomsterkte A
ℓ lente van de stroomdraad die zich in het magnetisch veld bevind
sina Hoek BI in º, deze is vaak 90º en dus is sina vaak 1. Daarom wordt deze vaak weg gelaten.
Bij het berekenen van een totale lorentzkracht op een spoel moet je iedere winding meerekenen. Daarom wordt de formule hierbij ook:
Fl =N . B . I . ℓ . sina
De elektromotor:
Een gelijkstroommotor voor gelijkstroom bestaat uit:
- de rotor, het draaiende gedeelte met een aantal spoelen
- de stator, het stilstaande gedeelte met permanente magneet of elektromagneet en levert het magnetisch veld waardoor de rotor kan draaien
- de commutator, deze zorgt voor de stroomtoevoer vanuit de spanningsbron naar de spoelen van de rotor
De rotorspoelen worden tijdens de draaibeweging na elkaar op de spanningsbron aangesloten, zodat er voortdurend een koppel van twee krachten werkt en de rotor blijft draaien .
Voor wisselstroom:
Bij het aansluiten van de motor op wisselspanning verandert de stroom 50x per seconde van richting De lorentzkrachten veranderen dan ook 50x per seconde van richting, de motor draait niet Het magneetveld moet daarom ook 50x per seconde van richting omkeren, dat kan als de stator een elektromagneet is die is aangesloten op dezelfde netspanning (in serie).
Wisselstroom ®
¬ Gelijkstroom
het rendement van een elektromotor
h = Enut/Ein ~ Pnut/Pin
h Het rendement
Enut Geleverde nuttige energie in J
Ein Ongezette energie in J
Pnut Geleverde nuttige vermogen in W
Pin Omgezette vermogen in W
De formules voor P en E staan in je binas Blz. 35
REACTIES
1 seconde geleden