sensor(s) Voltage-Current Sensor sampling Periodic @ 1000 Hz Data Properties changes Voltage > Default Display Properties: min @ -2, max @ 2

Introductie Werkboek en foto’s De foto-knop wordt gebruikt om het scherm vast te leggen. Met dit pictogram maak je een foto van de pagina. Door het pictogram aan te klikken komt de foto in je verslag te staan. Met de werkboek-knop worden foto’s en tekst vastgelegd in het werkboek van de Spark. De keuze-knop wordt gebruikt om je verslag te exporteren of af te drukken. Opmerking: je kan een foto maken van de eerste pagina van je werkboek en dit dan als voorblad van je verslag gebruiken.

Vraagstelling Je kunt elektriciteit door een draad sturen om een magnetisch veld te maken. Is het omgekeerde ook mogelijk? Kun je een magneet en een stuk koperdraad gebruiken om elektriciteit te maken?

Achtergrond Michael Faraday (1791 – 1867) heeft de relatie ontdekt tussen een verandering van de magnetische flux, Φ, en de potentiaal binnen een geleider ε: Deze relatie staat bekend als de wet van Faraday. De verhouding wordt bepaald door 2 factoren: het aantal windingen in spoel N, en de verandering in de magnetische flux, Φ. De magnetische flux hangt af van de sterkte van het magnetische veld, het gebied dat ingesloten is in de lus van de koperdraad, en de hoek tussen deze twee. In deze proef kunnen we aannemen dat de magnetische flux evenredig is aan de kracht van het magnetisch veld.

Veiligheid Wees voorzichtig met magneten. Sterke magneten kunnen elektronische apparaten beschadigen.

Materialen en benodigdheden Verzamel deze materialen voordat je met je expiriment begint. stroomkabel 3 magneten van verschillende sterkte spoel met 200 windingen spoel met 400 windingen spoel met 800 windingen statief (niet afgebeeld) statiefklem (zie afbeelding) papier, plakband en een pen lazen buis (niet afgebeeld) schuimrubber matje

Wat is de juiste volgorde? Deze stappen maken deel uit van het practicum. Ze staan echter niet in de juiste volgorde. Geef de juiste volgorde aan en maak een foto van deze pagina A) Verbind de stroomkabel met de volt ingang van de Spark. B) Laat de magneet door de spoel vallen en stop dan met het verzamelen van meetgegevens. Tip: doe deze stap tweemaal. D) Vervang de spoel van 200 windingen door de spoel van 400 windingen. C) Vergelijk de gemeten spanning van de spoel met 200 windingen met die van de spoel van 400 windingen in je grafiek. L6 - Text Box [De juiste volgorde is…]

Deel 1 In het eerste deel van dit practicum zullen we nagaan of het vallen van een magneet in een spoel een spanning veroorzaakt en of het aantal windingen van de spoel invloed heeft op de hoogte van de spanning zoals door de wet van Faraday voorspeld wordt. Opmerking: voor het beste resultaat zorg je ervoor dat de richting van de magneet altijd dezelfde is als je hem door de spoel laat vallen.

Voorspelling Probeer de vorm van de grafiek van de spanning versus de tijd te voorspellen door gebruik te maken van het menu.* Maak tenslotte een foto. *Een voorspelling tekenen Druk op om het palet te openen. Druk op en gebruik je vinger om je voorspelling in te tekenen. Als je klaar bent druk dan op 4. Druk op om te wissen. L1245 - Graph [y: Spanning(V), -2.0 tot 2.0] [x: Tijd (s), 0.0 tot 1.0]

Opstelling Monteer de spoel van 200 windingen met behulp van de klem aan het statief. Verbind het meetsnoer met de spoel. Verbind het meetsnoer met de Spark. Als je een schuimrubber matje gebruikt, leg dit dan onder de spoel.

Meten Hou de magneet boven de opening van de spoel. Druk op om de meting te beginnen. Laat de magneet door de spoel vallen. Druk op om de meting te stoppen. Verwissel de spoelen. Herhaal stap 1 tot en met 4 voor elke spoel, begin telkens op dezelfde hoogte. L1245 - Graph [y: Spanning (V), -2.0 tot 2.0] [x: Tijd (s), 0.0 tot 1.0]

Analyseren Pas de schaal zo aan dat je alle drie metingen tegelijk kunt zien. Geef in het tekstvlak aan welke meting bij welke spoel hoort. Maak tot slot een foto van deze de pagina. L1245 - Graph [y: Spanning(V), -2.0 tot 2.0] [x: Tijd(s), 0.0 tot 1.0] L6 - Text Box [Meting 1 is…] [Meting 2 is…] [Meting 3 is…]

Analyseren Geef een korte omschrijving van het belangrijkste verschil tussen de meetresultaten in het tekstvlak hieronder. L1245 - Graph ]y: Spanning (V), -2.0 tot 2.0] [x: Tijd (s), 0.0 tot 1.0] L6 - Text Box [Een belangrijk verschil is…]

Electromagnetic Induction Analyseren Beschrijf de relatie tussen het aantal windingen van de spoel en de hoogste spanningen die je hebt waargenomen. Maak tenslotte een foto van deze pagina. L456 - Text Box [Het aantal windingen in de spoel is…]

Deel 2 Het tweede deel van de wet van Faraday gaat over de snelheid van de verandering van de magnetische flux. Magneten van verschillend materiaal geven verschillende magnetische veldsterkten. Voer het experiment uit met tenminste twee in sterkte verschillende magneten. Gebruik slechts één spoel en houd de magneten steeds op dezelfde hoogte boven de spoel.

Deel 2 Voordat je je meting gaat doen, wis dan eerst je vorige meetgegevens in de Spark. Zorg ervoor dat je foto’s hebt gemaakt van de meetgegevens op pagina 12 en 13 voordat je gaat wissen. Het verwijderen van gegevens 1.Druk op om het palet te openen. 2. Druk op MANAGE RUNS. 3. Druk op DELETE ALL RUNS. 4. Wanneer er gevraagd wordt het wissen te bevestigen, druk op YES. 5.Druk op OK om terug te keren naar je experiment.

Meten Houd de magneet boven de opening van de spoel. Druk op om de meting te starten. Laat de magneet door de spoel vallen en druk na ca. 1 seconde op . De meting stopt nu. Verwissel de magneten. Herhaal stap 1 tot en met 4. Houd de magneet steeds op dezelfde hoogte. L1245 - Graph [y: Spanning (V), -2.0 tot 2.0] [x: Tijd (s), 0.0 tot 1.0]

Analyseren Pas de schaal aan om alle drie metingen te tonen. Geef in het tekstvlak aan welke meting bij welke magneet hoort. L1245 - Graph [y: Spanning (V), -2.0 tot 2.0] [x: Tijd (s), 0.0 tot 1.0] L6 - Text Box [Meting 1 is…] [Meting 2 is…] [Meting 3 is…]

Analyseren Geef een korte omschrijving van het belangrijkste verschil tussen de meetresultaten in het tekstvlak hieronder. L1245 - Graph [y: Spanning(V), -2.0 tot 2.0] [x[:Tijd (s), 0.0 tot 1.0] L6 - Text Box [Een belangrijk verschil is…]

Analyseren Beschrijf het verband tussen de sterkte van de gebruikte magneten en de hoogste spanningen die je hebt waargenomen. Maak een foto van deze pagina nadat je je antwoord hebt ingevoerd. L456 - Text Box [De relatie tussen de magneetsterkte en de hoogte van de spanning is…]

Deel 3 Als de sterkte van de magneet invloed heeft op de verandering van de magnetische flux, hoe zit het dan met de snelheid waarmee de magneet zich door de spoel beweegt. De wet van de zwaartekracht zegt dat (in een vacuum) een voorwerp steeds sneller valt naarmate het van grotere hoogte valt. Als een magneet sneller door een spoel gaat, zou het logisch zijn dat de magnetische stroom in de spoel sneller verandert. Gebruik hier één van de spoelen om uit te vinden of dit zo is.

Deel3 Voordat je de volgende set metingen gaat doen, wis dan eerst de vorige meetgegevens in de Spark. Zorg ervoor dat je foto’s hebt gemaakt van je meetgegevens op pagina 18 en 19, voordat je gaat wissen. Verwijderen van meetgegevens: 1. Druk op om het palet openen. 2. Druk op MANAGE RUNS. 3. Druk op DELETE ALL RUNS. 4.Wanneer gevraagd wordt het wissen te bevestigen druk op YES. 5. Druk op OK om terug te keren naar je experiment.

Opstelling Rol een stuk papier op en steek dit in een glazen buis. Bevestig het met plakband. De buis moet wijd genoeg zijn om de magneet er vrij door te laten vallen. Maar smal genoeg om goed in de spoel te passen. Geef op gelijke afstanden 4 punten op de buis aan. Klem de buis bij het onderste merkteken vast en laat de magneet door de buis vallen. Schuif de buis 1 punt verder en herhaal dit (totaal 4 keer).

Meten Houd de magneet boven de opening van de buis. Druk op om de meting te starten. Laat de magneet door de buis vallen en druk na ca. 1 seconde op . Plaats de buis in de volgende positie. Herhaal stap 1 tot en met 4 voor alle hoogtes. Waarbij je telkens de magneet vanaf de opening van de buis laat vallen. L1245 - Graph [y: Spanning (V), -2.0 tot 2.0] [x: Tijd (s), 0.0 tot 1.0]

Analyseren Pas de schaal aan om alle vier metingen te tonen. Geef in het tekstvlak aan welke meting correspondeert met welke hoogte. L1245 - Graph [y: Spanning (V), -2.0 tot 2.0] [x: Tijd (s), 0.0 to 1.0] L6 - Text Box [Meting 1 is…] [Meting 2 is…] [Meting 3 is…] [Meting 4 is…]

Analyseren Geef een korte omschrijving van het belangrijkste verschil tussen de vier meetseries in het tekstvlak hieronder. L1245 - Graph [y: Spanning (V), -2.0 tot 2.0] [x: Tijd (s), 0.0 tot 1.0] L6 - Text Box [Een belangrijk verschil is…]

Analyseren 9. Beschrijf de relatie tussen de hoogte waarvan de magneet viel en de hoogste spanningen die je hebt waargenomen. Maak tenslotte een foto van deze pagina. L456 - Text Box [De relatie tussen de hoogte van de magneet en de spanning is…

Analyseren Komt je voorspelling overeen met de gemeten waarden in je grafiek van spanning versus tijd? Geef je antwoord hieronder en maak dan een foto. L456 - Text Box [Mijn voorspelling is…]

Samenvatting Hoe zou je een generator kunnen maken die er een zo groot mogelijk elektromechanisch vermogen oplevert, gebaseerd op je waarnemingen van dit experiment? Geef je antwoord hieronder en maak een foto. L456 - Text Box [Mijn antwoord is…]

Samenvatting Het is je misschien opgevallen dat de tweede top van de spanningscurve altijd in de tegengestelde richting is van de eerste top, maar misschien is je niet opgevallen dat deze top ook iets hoger is. Wat zou hiervan de oorzaak kunnen zijn? L456 - Text Box [De top was hoger, omdat…]

Meerkeuzevraag Vul het juiste antwoord hieronder in en maak een foto van deze pagina. Een vallende magneet door een spoel is een vorm van energie omzetting. Welke vorm van omzetting is dit? Thermische energie wordt omgezet in elektrische energie. Mechanische energie wordt omgezet in thermische energie. Kinetische energie wordt omgezet elektrische energie. Elektrische energie wordt omgezet in thermische energie. L6 - Text Box [Mijn keuze is…]

Meerkeuzevraag Vul het juiste anwoord hieronder in en maak een foto van deze pagina. Als een generator met een spoel van 200 windingen 120 volt opwekt, hoeveel volt is dit als deze vervangen wordt door één van 800 windingen ? 40 V 480 V 220 V Er is niet genoeg informatie om een conclusie te trekken. L6 - Text Box [Mijn keuze is…]

Meerkeuzevraag Maak je keuze en maak dan een foto. De wet van Faraday heeft een minteken aan één kant van de vergelijking. Wat betekent dit? Magnetisme op zichzelf is een negatieve kracht. Tegenpolen trekken elkaar aan. De opgewekte elektromagnetische kracht versterkt de verandering in het magnetisch veld. De opgewekte elektromagnetische kracht probeert de verandering in het magnetisch veld tegen te gaan. L6 - Text Box [Mijn keuze is…]

Gefeliciteerd Het experiment is voltooid. Vergeet niet de instructies van je leraar op te volgen bij het schoonmaken en opruimen.

Naslag Alle illustraties zijn afkomstig van Pasco uitgaven, clipart uit het publieke domein of wikimedia: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lightning_on_Wageningen.JPG http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Michael_Faraday_-_Project_Gutenberg_eText_13103.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:SGR_1806-20_108536main_NeutronStar-Print1.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:D-W015_Warnung_vor_Absturzgefahr_ty.svg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dipole_field.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:DIN_4844-2_Warnung_vor_magnetischem_Feld_D-W013.svg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:ForceLorentz.svg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:NSRW_Direct_Connected_Dynamo_and_Engine.png http://www.freeclipartnow.com/office/paper-shredder.jpg.html