De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

ELEKTROMAGNETISME herhaling 6V. N en N: afstoten Z en Z: afstoten N en Z: aantrekken Z en N: aantrekken GELIJKNAMIGE POLEN STOTEN ELKAAR AF, ONGELIJKNAMIG.

Verwante presentaties


Presentatie over: "ELEKTROMAGNETISME herhaling 6V. N en N: afstoten Z en Z: afstoten N en Z: aantrekken Z en N: aantrekken GELIJKNAMIGE POLEN STOTEN ELKAAR AF, ONGELIJKNAMIG."— Transcript van de presentatie:

1 ELEKTROMAGNETISME herhaling 6V

2 N en N: afstoten Z en Z: afstoten N en Z: aantrekken Z en N: aantrekken GELIJKNAMIGE POLEN STOTEN ELKAAR AF, ONGELIJKNAMIG TREKKEN ELKAAR AAN ROOD IS NOORDPOOL MAGNETEN

3 MAGNETISCH VELD Magneetveld geeft richting kompasnaald Veldlijnen van N naar Z Gesloten kromme lijnen Loodrecht oppervlak magneet RADIEEL VELD HOMOGEEN VELD N N Z FLAPOREN

4 MAGNETISCHE MONOPOLEN Wat gebeurt er als je magneten breekt: Heb je dan losse Noord- of zuidpolen? Bestaan er magnetische monopolen? MAGNETISCHE MONOPOLEN BESTAAN NIET Magnetisme wordt veroorzaakt door kringstromen Altijd: ene kant N, andere kant Z

5 RECHTERHANDREGEL SPOEL Vingers RH richting I  duim levert NP (B) B-VELD RONDOM SPOEL Applet Leg uit hoe I en B om de spoel heen lopen. I naar de min-pool toe, NP rechts (RHR)

6 B-VELD RONDOM DRAAD RECHTERHANDREGEL DRAAD duim RH richting I  circulatie vingers levert B Applet Teken hoe de magnetische veldlijnen om de draden hierboven lopen (een X betekent stroom papier IN).

7 LINKERHANDREGEL KRACHT palm LH in B-veld vingers richting I duim F L KRACHT MAGNEET OP DRAAD Boven (ROOD) zit de noordpool: Wat is de richting van de stroom en van de kracht in draad 1? as Midden op tv zie je een paars hoofd: wat gebeurt er als je vanaf links nadert met een NP? KLIK HIER Een applet geeft ‘t goede antwoord: B I FLFL Elektronen naar voren  I naar achteren B naar rechts F L omlaag

8 Parallelle draden BRON RHR draad BRON RHR draad ONTVANGER LHR kracht ONTVANGER LHR kracht trekken aan

9 Anti-parallelle draden BRON RHR draad BRON RHR draad ONTVANGER LHR kracht ONTVANGER LHR kracht stoten af

10 FORMULES Magnetische veldsterkte B binnen spoel met lengte L en N wikkelingen waar stroom I door loopt Magnetische veldsterkte B in cirkel met straal r rondom draad waar stroom I door loopt Kracht van magneet met sterkte B op draad met stroom I die over L(m) door het magneetveld loopt

11 TOEPASSINGEN DRAADRAAM Bij toepassingen draait vaak een stroom voerend draadraam tussen de NP en de ZP (zie hiernaast fig a). Geef aan hoe het draadraam draait en hoe de lorentzkracht gericht is na respectievelijk draaien over 45 o, 90 o en 135 o. Wat is het probleem met zo’n draadraam? fig a 0 o fig b 45 o fig c 90 o Fig d 135 o Als het draadraam meer dan 90 o heeft gedraaid gaan de krachten de andere kant op werken en draait het draadraam weer terug. OPLOSSING Zorg ervoor dat links de stroom altijd dezelfde kant op wijst.

12 TOEPASSINGEN 1 MOTOR KLIK HIER Door een draadraam in een B- veld loopt stroom. Waarom blijft het draadraam draaien: zoek uit wat de rol van de commutator is door met de applet een strip te maken. door commutator draait motor door

13 TOEPASSINGEN 2 METER draaiveer houdt beweging tegen

14 DEELTJES IN E-VELD In televisie buizen worden elektronen versneld door 2,0 kV. Door die elektrische energie groeit hun snelheid, wat wordt hun snelheid? v 2 kV BINAS 7

15 DEELTJES IN B-VELD De Lorentzkracht F L = BIL werkt ook op losse deeltjes die met snelheid v en lading q bewegen. Voor zulke losse deeltjes in een B-veld geldt: Als negatieve deeltjes, electronen, omhoog bewegen in een B-veld dat naar achter wijst dan gaan ze naar ‘rechts’ cirkelen. Pas maar LHR-kracht toe. ANIMATIE DEELTJES IN VELDEN

16 KATHODESTRALEN( ) Lichteffecten in vacuumbuis onder hoogspanning (2 kV), Stralen komen uit de kathode (maltezer kruis)

17 DEBAT 19 e EEUW: DEELTJES OF GOLVEN? Eigenschap straling DEELTJE GOLF Productie op kathode + + Rechtlijnige beweging + + Fluorescentie B-afbuiging Loodrechte emissie Materiaal onafh. + + Chemisch Actief + + Energie transport + + Impuls transport + + Geen E-afbuiging - +

18 ONTDEKKING VAN HET ELEKTRON I Elektrisch veld E en magnetisch veld B zo regelen dat stralen rechtdoor gaan. Lanceren: en niet afbuigen Combineren: Lading per kg 2000 x zo groot als H + -ion  Of 2000 x zo grote lading  Of 2000 x zo klein deeltje (subatomair?)

19 CONVERGENTIE -METINGEN

20 ONTDEKKING ELEKTRON II Elektrisch versnellen Magnetisch cirkelen CIRKELENDE ELEKTRONEN

21 SCHEMA TV-BUIS Onderdelen tv : (1)Vrijmaken en versnellen elektronen (2)Afbuigen door signaal (3)Lichtflits op scherm Rekenen aan snelheid met E-omzetting: 1 Rekenen aan hoek met theorie kogelbaan: 2 Lijnen schrijven 4 3 Signaal met informatie over tv-programma

22 POOLLICHT KLIK HIER Het B-veld van de aarde is niet homogeen, het heeft net als een staafmagneet rare flaporen. Kosmische straling vanaf de zon kan in het veld ingevangen worden en urenlang spiegelen tussen de NP en de ZP van de aarde. Wat wij dan zien is poollicht, fraaie lichteffecten aan de hemel. Voor meer informatie:

23 1 inleiding induktie * de ring * de spoel 2 Lenz wet en flux: * de rail * magnetische wervels 3 afleiding wet van Faraday ELEKTROMAGNETISME

24 INLEIDING VB 1: DE RING A Naderen = wegduwen B Verwijderen = meeslepen toen. Veld afn. veld tegenveld meeveld B ex naar links Rechts NP rechts ZP B in naar rechts B in naar links RHR: I voor omlaag RHR: I voor omhoog

25 INLEIDING VB 2: DE SPOEL A Naderen Noordpool  toenemend B ex rechts  compenseren tegenveld  B in links  RHR spoel: I voor omhoog  A naar rechts B Verwijderen Noordpool  afnemend B ex rechts  compenseren meeveld  B in rechts  RHR spoel: I voor omlaag  A naar links GA NA Wat gebeurt er C als ZP nadert en D als ZP verwijdert. B ex B in B ex B in

26 INLEIDING VB 2: DE SPOEL C Naderen Zuidpool  toenemend B ex links  compenseren tegenveld  B in rechts  RHR spoel: I voor omlaag  A naar links D Verwijderen Zuidpool  afnemend B ex links  compenseren meeveld  B in links  RHR spoel: I voor omhoog  A naar rechts B ex B in B ex B in

27 3 WET VAN LENZ EN FLUX Wet van Lenz Als een magneet B beweegt tov van een spoel S, dan gaat er een zodanige inductiestroom lopen dat de oorzaak van zijn ontstaan wordt tegen gewerkt. Ontdekking van Faraday Aantal veldlijnen dat door ‘t opperlak van spoel prikt is essentieel Begrip Flux De flux Ø van een magneet B tov van een spoel A is Ø=B L.A, waarin B L de loodrechte component van de magnetische veldsterkte.

28 Vbn 4: DRAAIENDE MAGNEET EN SPOEL Inductie: bewegende magneet voor spoel  elektriciteit E kin  E el +Q A SNELLER BEWEGEN B MAGNEET OMDRAAIEN B omdraaien  U klapt om oppervlak pieken constant t halveert  U verdubbelt

29 NIVEAU 1: FLUX  asje naar rechts  toenemende flux omlaag  Lenz: tegenflux  B in omhoog  RHR spoel: I as achteren NIVEAU 2: KRACHT  asje naar rechts  F ik wijst naar rechts  Lenz: F L naar links  LHR kracht:I as achteren LENZ EN FLUX,VB 5 DE RAIL B ex NP B in I F ik FLFL B ex

30 6 AFLEIDING FARADAY UIT LENZ

31 LENZ EN FLUX, VB 7 WERVEL A VALLENDE MAGNEETB DRAAIENDE MAGNEET ACHTER MAGNEET Afnemende flux  meeflux  Remmen VOOR MAGNEET toenemende flux  tegenflux  OOK remmen boven aluminium schijf (1)Tegenveld  remmen (2)Meeveld  OOK remmen

32 ELEKTRCITEIT IN NEDERLAND

33 1 PRODUCTIE ELEKTRICITEIT DRAAIENDE MAGNEET Stoom in ketel blazen  magneet gaat draaien  U ind in spoelen  3 paren A, B en C (3 fasen). Gegeven zijn twee dingen: f = 50 Hz frequentie lichtnet v eind = 300 m/s geluidsbarriere Hoe lang is de magneet? GENERATOR

34 2 WISSELSPANNING generator Wisselspanning Effectieve spanning

35 3 TRANSFORMATOR KLIK HIER

36 3 TRANSFORMATOR Transformator  veranderaar van spanning (en dus stroom) (1) Optransformeren: U omhoog (TV 220  (V)) (2) Aftransformeren: U omlaag (Motor Video 230  9,0(V)) Transformator  lijst van weekijzer die B ~ doorgeeft (1)INGANG wisselspanning U in wordt wisselveld B ~ RHR-spoel (2) UITGANG wisselveld B ~ wordt wisselspanning U uit Inductie Wikkelverhouding N in :N uit bepaalt werking trafo N1:N2

37 4 TRAFO: WIKKELVERHOUDING Ideale trafo heeft geen energieverlies, er geldt: Dit is ‘n theoretische formule, die nauwelijks voor echte trafo’s geldt, want daar is wel energieverlies (trafo’s worden loeiheet!). (1) 2 x zoveel uitgangswikkelingen  2x zo hoge U uit (serie!) (2) Geen energieverlies, betekent P in =P uit, dus U 1 I 1 =U 2 I 2, (3) Als U omhoog transformeert dan transformeert I omlaag. VB 1 VIDEO 230  9 VVB 2 TV 230  2000 V

38 5 TRANSPORT ELEKTRICITEIT Hoogspanning  Onderweg spanning 100x zo hoog  Stroom 100 x zo laag  Vermogensverlies = x zo klein  Acceptabel rendement (98% i.p.v. 0,05%) 1 : 100 verdeelstation 100 : 1 trafohuisje 10 Ω hoogspanningskabels

39 6 TRANSPORT (=) CENTRALE 30 km draad WIJK 10 Ω 230 V en 1,0 MW A Stroom in de wijk B Vermogensverlies onderweg C Spanningsverlies onderweg D Rendement transport 10 Ω

40 7 TRANSPORT (≈) A Stroom in de wijk? B Stroom onderweg? C Vermogensverlies onderweg? D Rendement transport? 1 : 100 verdeelstation 100 : 1 trafohuisje 10 Ω hoogspanningskabels

41 SOMMEN Zie ook EXTRA VI SOM 1 t/m 6

42 In een elektromagnetisch geschut springt er een vonk over van P naar Q, daarbij zorgt de ‘spoel’ APQB voor een B-veld het papier in (de kruisjes). Het gevolg is dat de vonk naar rechts beweegt en het projectiel van 0,30 kg meeneemt. A Leg uit wat de pluspool is, A of B (Hint: RHR spoel gebruiken!) B Toon aan dat de vonk naar rechts beweegt (Hint: LHR-kracht gebruiken). Aan het eind van de loop na 0,005 s heeft het projectiel een snelheid van 600 m/s. Bereken de lengte van de loop (hint: uit de gemiddelde snelheid). Bereken uit de versnelling de gemiddelde kracht op het projectiel. RHR-spoel: B achteren dus I met de klok mee, dan is A pluspool LHR-kracht: B naar achteren en I omlaag, dus F naar rechts. SOM 1 EM KANON

43 SOM 2 BOOTJE Dit bootje dat in zout water drijft zou in principe moeten gaan varen, door zich af te zetten op de ionenstroom in het water. Via beide elektroden loopt er stroom tussen de polen van de magneet. A Waarom kan zo’n bootje in zoet water ook in theorie niet varen? B Leg uit of de noordpool onder of boven zit. Het water heeft een weerstand van 25 Ohm per cm. De afstand tussen de elektroden is 20 cm. De spanning van de accu 12 V en de sterkte van het magneetveld 0,01 T. C Bereken de grootte van de Lorentzkracht die je hiermee krijgt. Zoet water bevat geen ionen Stroom naar voren (+ naar -) F boot F ionen Lorentzkracht naar achteren LHR: B omlaag NP Stroom uit Ohm: Lorentzkracht:

44 SOM 3 KARRETJE A Waarom pulsen tegengesteld? B Waarom oppervlak pulsen even groot? C Was beweging versneld, vertraagd of eenparig? D Gemiddelde snelheid karretje? E Teken beeld in als magneet halve slag draait. 1 e puls: naderen  tegenflux, 2 e puls verwijderen  meeflux Opp=VΔ=BΔA: bij naderen en verwijderen zijn die even groot Vertraagd: verwijderen duurde 0,04 sec, naderen 0,02 sec! Aflezen uit de figuren en invullen: De pieken klappen om!

45 P U L S A R SOM 4 VALLENDE MAGNEET Intreden spoel  Toenemende flux omlaag  Wet van Lenz: tegenflux, omhoog dus!  RHR spoel: I voor naar rechts  ROOD eerst aan Uittreden spoel  Afnemende flux omlaag  Wet van Lenz: meeflux, omlaag dus!  RHR spoel: I voor naar links  daarna GROEN aan Beredeneer in welke volgorde de LEDjes flitsen bij het omkeren van de hele opstelling De magneet valt door de spoel: leg met de wet van Lenz uit in welke volgorde de LEDjes flitsen. B ex B in B ex B in

46 Een spoel slingert van rechts naar links over een sterke magneet. Op deze spoel zijn een rode (R) en een groene (G) LED parallel aangesloten. A Beredeneer in welke volgorde de LEDs zullen oplichten. Leg hierbij al je tussenstappen heel precies uit! B Leg ook uit hoe die volgorde is bij de volgende passage van de magneet. SOM 5 SLINGERENDE LEDs Naderen  toenemende flux omlaag  tegenflux (omhoog)  I voor rechts  eerst groen aan Verwijderen  afnemende flux omlaag  meeflux (omlaag)  I voor links  dan rood aan Dezelfde volgorde – eerst groen dan rood – want het gaat alleen om naderen en verwijderen, niet om de richting van waarin de spoel slingert.

47 SOM 6 SPOORRAILS A Hoeveel spanning staat er over de weerstand als B = 0,020 (T)? B Wat is er gestileerd, theoretisch, aan deze opgave? Invullen in de wet van Faraday Deze spoel heeft één wikkeling en dan is de spanning altijd zo laag dat er geen enkel apparaat op kan werken. In echte situaties is er altijd sprake van spoelen met 100 derden wikkelingen.

48 EINDE


Download ppt "ELEKTROMAGNETISME herhaling 6V. N en N: afstoten Z en Z: afstoten N en Z: aantrekken Z en N: aantrekken GELIJKNAMIGE POLEN STOTEN ELKAAR AF, ONGELIJKNAMIG."

Verwante presentaties


Ads door Google