Elektromagnetisme

• Natuurwetenschappen
• Secundair onderwijs

Hfst. 2 Elektromagnetisme 

achtergrondinfo, herhaling en oefeningen

Leerdoelen

• Je kan het verschil tussen stroom, spanning en weerstand verwoorden.
• Je kan gelijkenissen en verschillen tussen een permanente magneet en een elektromagneet omschrijven.
• Je kan een magnetisch veld voorstellen door middel van de veldlijnen en de patronen interpreteren.
• Je kan de omschrijven wat de Lorentzkracht is.
• Je kan toepassingen van elektromagneten geven en verklaren.
• Je kan omschrijven hoe je spanning induceert met magneten.
• Je kan toepassingen van magnetische inductie geven en herkennen.

Deel 1: Achtergrondinfo: Enkele basisbegrippen elektriciteit

In volgende slides staan we stil bij enkele begrippen die met elektriciteit te maken hebben.

Wat is elektrische stroom?

1. het transport van geladen deeltjes, vaak zijn dit elektronen
2. het transport van geladen deeltjes, vaak zijn dit protonen
3. uitsluitend het transport van elektronen
4. uitsluitend het transport van ionen

Wat is het symbool voor lading?

Wat is de lading van een elektron?

1. 1,6.10​−19​​C
2. 9.10​9​​C
3. −1,6.10​19​​C
4. −1,6.10​−19​​C

Wat is het verschil tussen elektrische stroom en de elektrische spanning?

zie volgend videofragment

Waarmee werd de elektrische stroom (current) in het filmpje vergeleken? En de spanning (voltage)?

1. de stroom met een waterpomp, de spanning met een waterreservoir op een bepaalde hoogte
2. de stroom met een waterstroom, de spanning met een waterpomp
3. de stroom met een waterreservoir op een bepaalde hoogte, de spanning met een waterstroom
4. de stroom met een waterstroom, de spanning met een waterreservoir op een bepaalde hoogte

Stroomsterkte = hoeveelheid lading die zich per tijdseenheid verplaatst. (I)

Spanning = het verschil in potentiële energie (potentiaalverschil) tussen twee punten (een plaats met veel elektronen en een plaats met weinig elektronen). (U)

Samengevat: Begrippen elektrische stroom

Weerstand = grootheid die weergeeft in hoever de elektrische stroom gehinderd wordt. (R)

Heeft een geleider een hoge of lage weerstand? Waarom?

A

B

C

Bekijk de cartoon. Wat stelt de elektrische stroom, spanning, weerstand voor?

1. A: spanning B: stroom C: weerstand
2. A: stroom B: spanning C: weerstand
3. A: weerstand B: spanning C: stroom
4. A: weerstand B: stroom C: spanning

filmfragment: code van Coppens: de Vandegraaffgenerator: een elektrostatische generator

Men wekte een spanning op in de vandegraaffgenerator. Dit is een voorbeeld van ...

1. elektromagnetische inductie
2. elektrische influentie
3. het tribo-elektrisch effect
4. de omzetting van elektrische energie in beweging

Er werd een spanning van 100 000 volt opgewekt. Is dit gevaarlijk? Waarom wel niet?

De hoeveelheid stroom die door je lichaam loopt bepaalt hoeveel schade je ondervindt.

Deel 2: Herhaling begrippen elektromagnetisme

In volgende slides herhalen we enkele begrippen van elektromagnetisme.

Geef alle gelijkenissen en alle verschillen tussen een permanente magneet en een elektromagneet.

zie woordweb (volgende slide)

gelijkenissen

verschillen

Deel 3: Oefeningen

Waar bevindt zich de noordpool van deze eenvoudige elektromagneet?

1. aan het rechteruiteinde van de spijker
2. aan het linkeruiteinde van de spijker

Hoe kan je weten waar de noordpool zit bij een elektromagneet?

De pijltjes stellen naaldmagneetjes voor. De pijlpunt stelt telkens hun noordpool voor. Welk pijltje is juist georiënteerd weergegeven?

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4

Hoe weet je dit? 

Waarom is pijl 1 fout?

Waarom is pijl 3 fout?

Zou pijl 4 juist zijn als de pijl in de andere richting stond?

De klepel PR is van verend materiaal gemaakt, waardoor die spontaan van links naar rechts beweegt. Op de klepel zit een ijzeren blokje S tegenover contactpunt Q. Als er op de schakelaar wordt gedrukt, gaat de bel rinkelen. Leg uit hoe de bel werkt.

4. Hoe verklaar je dat een automatische zekering ‘afspringt’ bij een te grote stroomdoorvoer?

De figuur is een spoel aangesloten op een spanningsbron. De pijlen geven de stroomzin weer.

Waar is de noordpool van de elektromagneet?

1. de noordpool is links
2. de noordpool is rechts

Hoe weet je waar de noordpool en de zuidpool zijn?

Hoe lopen de magnetische veldlijnen buiten de spoel?

Hoe lopen de magnetische veldlijnen in de spoel?

Op de figuur zie je een gelijkstroommotor. Hoe kan je de Lorentzkracht omkeren?

Wat stellen de blauwe pijl en de rode pijlen voor?

1. de blauwe: de Lorentzkracht de rode: de stroomzin
2. de blauwe: de stroomzin de rode: de zin van de magnetische veldlijnen
3. de blauwe: de zin van de magnetische veldlijnen de rode: de stroomzin
4. de blauwe: de zin van de magnetische veldlijnen de rode: de Lorentzkracht

Hoe wordt de Lorentzkracht voorgesteld op de figuur?

Juist

Fout

Alle metalen worden aangetrokken door een magneet

magneten zijn gemaakt uit ferromagnetisch materiaal

De noordpool van een magneet wijst naar de magnetische noordpool van de aarde

De magnetische kracht is een veldkracht

Door magnetische influentie worden alle voorwerpen zelf een magneet

Welke uitspraak is correct?

1. De pot bevat een magneet, de onderzetter niet
2. De onderzetter bevat een magneet, de pot niet
3. Zowel de onderzetter als de pot bevatten een magneet

Hoe komt het dat de pot kan zweven op een vaste plek?

Rangschik de sterkte van het magneetveld op de verschillende posities van klein naar groot.

A

B

C

D

= 

<

<

Rangschik de sterkte van het magneetveld op de verschillende posities van klein naar groot.

A

B

C

D

= 

=

<

Naast een spoel hang je 2 staafmagneten. Wat gebeurt er als je de schakelaar sluit?

1. Beide magneten worden aangetrokken door de spoel.
2. Beide magneten worden afgestoten door de spoel.
3. De linkse magneet wordt aangetrokken, de rechtse afgestoten.
4. De linkse magneet wordt afgestoten, de rechtse aangetrokken.

Een staafmagneet breekt in twee. Welke voorstelling geeft de polen correct weer?

1. A
2. B
3. C

00:23

Als alternatief voor grijpkranen gebruikt men soms elektromagneten. Kun je daarmee alle metalen optillen? Leg kort uit.

Hoe werkt zo'n hefmagneet? Leg kort uit.

Bestudeer de afbeelding. Hoe verandert de flux in vergelijking met de afbeelding als beginsituatie)?

De lus beweegt omhoog, de magneet staat stil.

1. Er is geen fluxverandering.
2. De flux neemt af
3. De flux neemt toe

Bestudeer de afbeelding. Hoe verandert de flux in vergelijking met de afbeelding als beginsituatie)?

De lus verschuift naar rechts, de magneet staat stil.

1. Er is geen fluxverandering.
2. De flux neemt af
3. De flux neemt toe

Bestudeer de afbeelding. Hoe verandert de flux in vergelijking met de afbeelding als beginsituatie)?

De lus beweegt niet, de magneet gaat omhoog.

1. Er is geen fluxverandering.
2. De flux neemt af
3. De flux neemt toe

Je kunt een smartphone draadloos opladen. Als je de smartphone op de lader legt wordt hij aangetrokken. Door welk fenomeen wordt hij opgeladen?

1. De magneet in de oplader sluit een elektrische kring met de smartphone en netspanning.
2. Door een spoel in de oplader vloeit een wisselstroom.
3. Door een spoel in de oplader vloeit een gelijkstroom.
4. Een magneet beweegt op en neer in een spoel in de oplader.

Om de batterij van de smartphone op te laden, is er een spanning nodig. Die spanning kan worden opgewekt door een fluxverandering. Met een wisselstroom wek je een wisselend magnetisch veld en dus een fluxverandering op. (In principe zou je dat ook kunnen met een bewegende magneet, maar er is geen aandrijfsysteem mogelijk in de oplader.)

Rangschik de situaties volgens toenemende flux.

A

B

C

D