De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

behoort bij open leertaak OT 6.3.1 © friesland college 1999 Magnetische eigenschappen.

Verwante presentaties


Presentatie over: "behoort bij open leertaak OT 6.3.1 © friesland college 1999 Magnetische eigenschappen."— Transcript van de presentatie:

1

2 behoort bij open leertaak OT © friesland college 1999 Magnetische eigenschappen

3 Menu Hysteresisverliezen Kernmaterialen Stoppen Magnetische afscherming Wervelstroomverliezen Kies een onderwerp

4 Hysteresisverliezen Om te weten wat hysteresisverliezen zijn moeten we eerste weten wat magnetische hysteresis is. We nemen een spoel met daarin een metalen kern. Om te weten wat hysteresisverliezen zijn moeten we eerste weten wat magnetische hysteresis is. We nemen een spoel met daarin een metalen kern.

5 Hysteresisverliezen Als er geen stroom door de spoel loopt zijn de magnetische gebiedjes (weiss-gebieden) in de kern niet gericht. Ze wijzen in willekeurige richtingen en er is geen uitwendig magnetisch veld. Weissgebieden zijn willekeurig gericht

6 Hysteresisverliezen Wanneer we een stroom door de spoel laten lopen ontstaat er wél een magnetisch veld met links de noord- en rechts de zuidpool N S I

7 Hysteresisverliezen De weissgebieden worden hierdoor gericht N S I Weissgebieden worden gericht

8 Hysteresisverliezen De weissgebieden worden hierdoor gericht N S I Weissgebieden worden gericht

9 Hysteresisverliezen Doordat de weissgebeiden het magnetisch veld meehelpen krijgen we een grotere magnetische fluxdichtheid dan zonder ijzer. We kunnen dat weergeven in een grafiek Doordat de weissgebeiden het magnetisch veld meehelpen krijgen we een grotere magnetische fluxdichtheid dan zonder ijzer. We kunnen dat weergeven in een grafiek N S I Luchtspoel Spoel met ijzer H (is afhankelijk van I) B (fluxdichtheid)

10 Hysteresisverliezen Maken we de stroom weer 0, dan blijven sommige weissgebieden staan en anderen “veren” terug N S Sommige blijven staan, anderen veren terug

11 Hysteresisverliezen Maken we de stroom weer 0, dan blijven sommige weissgebieden staan en anderen “veren” terug N S Sommige blijven staan, anderen veren terug

12 Hysteresisverliezen De kern blijft een beetje magnetisch. We noemen dit remanent magnetisme. Kijk naar de grafiek De kern blijft een beetje magnetisch. We noemen dit remanent magnetisme. Kijk naar de grafiek N S Luchtspoel Spoel met ijzer H (is afhankelijk van I) B (fluxdichtheid) Remanent magnetisme H = 0 want I = 0

13 Hysteresisverliezen Nu laten we de stroom de andere kant op lopen I

14 Hysteresisverliezen Er ontstaat rechts een noordpool Alle weissgebiedjes moeten nu worden omgedraaid. Er ontstaat rechts een noordpool Alle weissgebiedjes moeten nu worden omgedraaid. S N I De weissgebieden keren helemaal om

15 Hysteresisverliezen Er ontstaat rechts een noordpool Alle weissgebiedjes moeten nu worden omgedraaid. Er ontstaat rechts een noordpool Alle weissgebiedjes moeten nu worden omgedraaid. S N I De weissgebieden keren helemaal om

16 Hysteresisverliezen In de grafiek ziet dat er zo uit. S N I Luchtspoel Spoel met ijzer H (is afhankelijk van I) B (fluxdichtheid)

17 Hysteresisverliezen Keren we nu de stroomvoortdurend om, zoals bij een wisselstroom, dan geeft de grafiek dit te zien. N S I H (is afhankelijk van I) B (fluxdichtheid) I

18 Hysteresisverliezen Klik op de startbutton voor een animatie van dit verschijnsel N S I H (is afhankelijk van I) B (fluxdichtheid) I start

19 Hysteresisverliezen H (is afhankelijk van I) B (fluxdichtheid) I

20 Hysteresisverliezen N S I H (is afhankelijk van I) B (fluxdichtheid) I

21 Hysteresisverliezen N S I H (is afhankelijk van I) B (fluxdichtheid) I

22 Hysteresisverliezen N S H (is afhankelijk van I) B (fluxdichtheid) I

23 Hysteresisverliezen S N H (is afhankelijk van I) B (fluxdichtheid) I I

24 Hysteresisverliezen S N H (is afhankelijk van I) B (fluxdichtheid) I

25 Hysteresisverliezen N S I H (is afhankelijk van I) B (fluxdichtheid) I

26 Hysteresisverliezen N S H (is afhankelijk van I) B (fluxdichtheid) I Animatie herhalen

27 Hysteresisverliezen Het ompolen van de weissgebieden kost energie I

28 Hysteresisverliezen I De kern wordt warm

29 Hysteresisverliezen De elektrische energie wordt dus niet helemaal gebruikt voor het magnetische veld. De ontwikkelde warmte is puur verlies. We noemen deze verliezen hysteresisverliezen. I

30 Hysteresisverliezen Hier zijn de magnetiseringsgrafieken gegeven van 2 verschillende kernmaterialen. Bij welk materiaal denk je dat de hysteresisverliezen het grootst zijn? Hier zijn de magnetiseringsgrafieken gegeven van 2 verschillende kernmaterialen. Bij welk materiaal denk je dat de hysteresisverliezen het grootst zijn? H (is afhankelijk van I) B (fluxdichtheid) H (is afhankelijk van I) B (fluxdichtheid) De kleine lus De grote lus

31 Hysteresisverliezen Goed! De verliezen worden veroorzaakt door het ompolen van de weissgebieden. Hoe meer weissgebeiden er gericht blijven (remanent magnetisme) en hoe groter de kracht (veldsterkte) die nodig is om ze om te polen, des te meer energie is er nodig. Goed! De verliezen worden veroorzaakt door het ompolen van de weissgebieden. Hoe meer weissgebeiden er gericht blijven (remanent magnetisme) en hoe groter de kracht (veldsterkte) die nodig is om ze om te polen, des te meer energie is er nodig. H (is afhankelijk van I) B (fluxdichtheid) H (is afhankelijk van I) B (fluxdichtheid) Veel weissgebeiden blijven gericht Er is een grote kracht nodig om ze om te polen Weinig hysteresis verlies Veel hysteresis verlies

32 Hysteresisverliezen Fout! De verliezen worden veroorzaakt door het ompolen van de weissgebieden. Hoe meer weissgebeiden er gericht blijven (remanent magnetisme) en hoe groter de kracht (veldsterkte) die nodig is om ze om te polen, des te meer energie is er nodig. Fout! De verliezen worden veroorzaakt door het ompolen van de weissgebieden. Hoe meer weissgebeiden er gericht blijven (remanent magnetisme) en hoe groter de kracht (veldsterkte) die nodig is om ze om te polen, des te meer energie is er nodig. H (is afhankelijk van I) B (fluxdichtheid) H (is afhankelijk van I) B (fluxdichtheid) Veel weissgebeiden blijven gericht Er is een grote kracht nodig om ze om te polen Weinig hysteresis verlies Veel hysteresis verlies

33 Hysteresisverliezen I Is er ook sprake van wervelstroomverliezen als we de spoel op een constante gelijkspanning aansluiten? + Ja Nee

34 Hysteresisverliezen I De hysteresisverliezen worden veroorzaakt door het ompolen van de gebieden. Bij een gelijkstroom blijven de gebieden in dezelfde richting staan. Er wordt niks omgepoold. Geen verliezen dus. + Goed

35 Hysteresisverliezen I + Fout De hysteresisverliezen worden veroorzaakt door het ompolen van de gebieden. Bij een gelijkstroom blijven de gebieden in dezelfde richting staan. Er wordt niks omgepoold. Geen verliezen dus.

36 Hysteresisverliezen Dit is het laatste scherm van dit onderwerp. Ga door met het volgende onderwerp of keer terug naar het menu Dit is het laatste scherm van dit onderwerp. Ga door met het volgende onderwerp of keer terug naar het menu

37 Wervelstroomverliezen Wervelstroomverliezen worden veroorzaakt door wervelstromen. We gaan eerst eens kijken wat wervelstromen zijn en hoe ze worden veroorzaakt  I

38 Wervelstroomverliezen We nemen en magnetisch circuit dat door een spoel wordt gemagnetiseerd. Dit kan b.v. een onderdeel van een transformator of een motor zijn.

39 Wervelstroomverliezen Op de spoel sluiten we een wisselspanning aan

40 Wervelstroomverliezen Hierdoor ontstaat in de kern een wisselend magnetisch veld  

41 Wervelstroomverliezen De kern is van ijzer. IJzer geleidt magnetische veldlijnen goed. Maar ook kan er elektrische stroom in een kern lopen.  IJzer is een goede magnetische geleider IJzer is een goede elektrische geleider

42 Wervelstroomverliezen Daar het magnetische veld verandert van grootte, is de kern eigenlijk een geleider in een wisselend magnetisch veld. Hierin wordt een inductiestroom opgewekt die de oorzaak van zijn ontstaan tegen werkt. 

43 Wervelstroomverliezen De rode cirkel geeft deze stroom weer. We noemen dit een wervelstroom 

44 Wervelstroomverliezen De wervelstroom loopt in een vlak dat haaks (onder een hoek van 90º) staat op de richting van het magnetische veld.   90º

45 Wervelstroomverliezen De wervelstromen lopen altijd haaks op de richting van het magnetische veld.  doorsnede wervelstromen

46 Wervelstroomverliezen De wervelstromen lopen altijd haaks op de richting van het magnetische veld.  doorsnede wervelstromen

47 Wervelstroomverliezen Wervelstromen lopen dus door het ijzer van de kern. Volgens de formule P = I² x R wordt er dus energie ontwikkeld in de vorm van warmte.  De kern wordt warm

48 Wervelstroomverliezen Deze warmteontwikkeling is puur verlies van energie: we noemen dit de wervelstroomverliezen Deze warmteontwikkeling is puur verlies van energie: we noemen dit de wervelstroomverliezen  De kern wordt warm

49 Wervelstroomverliezen Om wervelstromen te voorkomen moeten we het de stroom moeilijk maken. Dit kan op verschillende manieren.  I Wat kunnen we eraan doen?

50 Wervelstroomverliezen Door aan het ijzer b.v. silicium toe te voegen neemt de elektrische weerstand toe. De wervelstromen nemen af want I = U / R.  I 1. Verhoog de elektrische weerstand van de kern R groter dan I kleiner

51 Wervelstroomverliezen Ook kunnen we als kernmateriaal ferriet gebruiken. Zie het onderdeel kernmaterialen.  I 1. Verhoog de elektrische weerstand van de kern

52 Wervelstroomverliezen Door de kern op te bouwen uit allemaal plaatjes (lamellen) die onderling geïsoleerd zijn kunnen er geen grote wervelstromen lopen.  I 2. We kunnen de kern lamelleren isolatie

53 Wervelstroomverliezen Je ziet hier duidelijk de lamellen 2. We kunnen de kern lamelleren

54 Wervelstroomverliezen Kijk goed naar deze drie spoelen. Klik op de spoelkern die onjuist is gelamelleerd Een vraag

55 Wervelstroomverliezen De wervelstromen lopen altijd haaks op het magnetische veld. In de linkse figuur helpt de elektrische isolatie daar niet tegen. In de beide andere figuren wel. Goed geantwoord Fout gelamelleerd Goed gelamelleerd wervelstroom 

56 Wervelstroomverliezen De wervelstromen lopen altijd haaks op het magnetische veld. In de linkse figuur helpt de elektrische isolatie daar niet tegen. In de beide andere figuren wel.Dus de spoel die jij aanklikte is goed gelamelleerd. Kijk nog eens goed. Fout geantwoord Fout gelamelleerd Goed gelamelleerd wervelstroom 

57 Wervelstroomverliezen Moet een spoel die op gelijkspanning wordt aangesloten ook worden gelamelleerd? Nog een vraag Ja Nee

58 Wervelstroomverliezen In een spoel op gelijkspanning is een constant magnetisch veld aanwezig. Als er geen veldverandering is wordt er ook geen inductiespanning gegenereerd! Er lopen dan ook geen wervelstromen. Goed geantwoord E = N x  /  t Is bij gelijkspanning 0 Lamelleren is niet nodig

59 Wervelstroomverliezen In een spoel op gelijkspanning is een constant magnetisch veld aanwezig. Als er geen veldverandering is wordt er ook geen inductiespanning gegenereerd! Er lopen dan ook geen wervelstromen. Fout geantwoord E = N x  /  t Is bij gelijkspanning 0 Lamelleren is niet nodig

60 Wervelstroomverliezen Wisselstroommotoren hebben een gelammelleerde stator Gelijkstroommotoren hebben b.v. een gietijzeren stator

61 Wervelstroomverliezen Dit is het laatste scherm van dit onderwerp. Ga door met het volgende onderwerp of keer terug naar het menu Dit is het laatste scherm van dit onderwerp. Ga door met het volgende onderwerp of keer terug naar het menu

62 Kernmaterialen Michael Faraday ( ) construeerde de eerste motor en de eerste transformator (plaatje)

63 Kernmaterialen We kennen magnetisch harde en magnetisch zachte materialen Magnetisch harde materialen zijn permanente magneten voorbeelden: bismanol en ferroxdure

64 Kernmaterialen Magnetisch harde en materialen Belangrijk bij magnetisch harde materialen is het grote remanente magnetisme Br (hoeveel magnetisme blijft er achter) Br

65 Kernmaterialen Magnetisch harde materialen Belangrijk bij magnetisch harde materialen is het grote remanente magnetisme Br (hoeveel magnetisme blijft er achter) Br En de veldsterkte die nodig is om dit remanente magnetisme ongedaan te maken. We noemen dit de coërcitieve veldsterkte Hc Hc Voor beide geldt: Hoe groter hoe beter!

66 Kernmaterialen We kennen magnetisch harde en magnetisch zachte materialen Magnetisch zachte materialen zijn goed magnetiseerbaar. We kunnen ze gebruiken voor de stator en rotor van motoren en als kernmateriaal voor transformatoren voorbeelden: dynamoplaat en ijzer-nikkellegeringen

67 Kernmaterialen Magnetisch zachte materialen Belangrijk is dat de ijzerverliezen laag zijn. Dus zowel lage wervelstroomverliezen…...

68 Kernmaterialen Magnetisch zachte materialen Belangrijk is dat de ijzerverliezen laag zijn. Dus zowel lage wervelstroomverliezen…... …….als lage hysteresisverliezen

69 Kernmaterialen De ijzerverliezen bestaan dus uit wervelstroom- en hysteresisverliezen P Fe = P W + P H

70 Kernmaterialen Een speciaal kernmateriaal is ferriet Ferrietkern in instelbare spoel Ferriet kraal

71 Kernmaterialen Een speciaal kernmateriaal is ferriet Ferriet is een keramisch materiaal. Het heeft een hoge elektrische weerstand. Daarom treden er geen wervelstromen op en is het materiaal zeer geschikt voor hoogfrequente toepassingen. Een veel gebruikt ferriet is ferroxcube

72 Kernmaterialen Enkele voorbeelden Dynamostaal gelamelleerd

73 Kernmaterialen Enkele voorbeelden Ringkern van ferriet

74 Kernmaterialen Enkele voorbeelden Hoogfrequent trafo op ringkern

75 Kernmaterialen Enkele voorbeelden Rechte ferrietkern

76 Kernmaterialen Enkele voorbeelden Potkern van ferriet

77 Kernmaterialen Dit is het laatste scherm van dit onderwerp. Ga door met het volgende onderwerp of keer terug naar het menu Dit is het laatste scherm van dit onderwerp. Ga door met het volgende onderwerp of keer terug naar het menu

78 Magnetische afscherming Als 2 apparaten bij elkaar staan, en een ervan wekt een magnetisch veld op, dan kan het andere apparaat daar hinder van ondervinden. Apparaat 1 Apparaat 2

79 Magnetische afscherming Een voedingstrafo kan bijvoorbeeld een magnetisch strooiveld leveren dat bij een microfoon(snoer) een storingssignaal opwekt. We horen een 50 Hz brom.

80 Magnetische afscherming Om dit te voorkomen moeten we de zaak magnetisch afschermen

81 Magnetische afscherming Bijvoorbeeld door een stalen kast

82 Magnetische afscherming Aan de hoeveelheden straling die een apparaat mag veroorzaken worden tegenwoordig hoge eisen gesteld. We noemen dit EMC normen (elektromagnetische compatibiliteit)

83 Magnetische afscherming Magnetische stralingsmeting bij een videocamera bron:

84 Magnetische afscherming Stel we brengen een stuk ijzer in een magnetisch veld Hoe werkt magnetisch afscherming? ijzer 

85 Magnetische afscherming Het ijzer heeft een  r waarde van b.v D.w.z dat het het magnetische veld 1000 x beter geleidt dan de lucht eromheen. Hoe werkt magnetisch afscherming? ijzer 

86 Magnetische afscherming Het magnetische veld kiest de weg van de minste weerstand en zal door het ijzer gaan lopen. Hoe werkt magnetisch afscherming? ijzer 

87 Magnetische afscherming Moeten we een elektronisch apparaat afschermen van magnetische velden, dan plaatsen we hieromheen een plaatstalen kast Hoe werkt magnetisch afscherming? 

88 Magnetische afscherming Moeten we een elektronisch apparaat afschermen van magnetische velden, dan plaatsen we hieromheen een plaatstalen kast Hoe werkt magnetisch afscherming? 

89 Magnetische afscherming Het magnetische veld zal weer de weg van de minste weerstand kiezen Hoe werkt magnetisch afscherming? 

90 Magnetische afscherming Binnen de afscherming heerst er geen magnetisch veld. De storende invloed is hiermee verdwenen. Hoe werkt magnetisch afscherming? 

91 Magnetische afscherming Goed magnetisch afschermingsmateriaal heeft een hoge  r waarde i.v.m. het goed geleiden van het magnetische veld. We gebruiken magnetisch geleidende metalen, zoals ijzer en nikkel, maar bij voorkeur de speciaal hiervoor ontwikkelde metalen hipernik en mumetaal. Een metaal als koper is ongeschikt. Het geleidt de elektrische stroom goed maar magnetisme heel slecht.

92 Magnetische afscherming Dit is het laatste scherm van dit onderwerp en van het instructieprogramma. Keer terug naar het menu Dit is het laatste scherm van dit onderwerp en van het instructieprogramma. Keer terug naar het menu

93


Download ppt "behoort bij open leertaak OT 6.3.1 © friesland college 1999 Magnetische eigenschappen."

Verwante presentaties


Ads door Google