MD Magnetische velden - Les1 - Magnetisme en basisbegrippen

• Electronica
• MBO
• Studiejaar 1

Magnetische velden

ELE1C Hoofdstuk 2

Magnetisme en basisbegrippen magnetische velden

Lesdoelen voor deze les

1. Je weet in welke twee groepen magneten worden onderverdeeld;
2. Je weet welke eigenschappen magneten hebben;
3. Je kent de drie basisbegrippen voor magnetische velden;
4. Je kunt basisberekeningen maken met de basisbegrippen.

Wat weet je over magnetisme?

1. Pak pen en papier
2. Schrijf in 1 minuut op wat je zelf al weet over magnetisme
3. Vorm met je buurman een groepjesen vergelijk wat jullie al weten (2 min)
4. Via de spinner (2 groepjes) (2 min)

Waar komt magnetisme in voor?

Hoe ontstaat magnetisme?

Magnetisme ontstaat doordat de elektronen niet alleen om de kern draaien maar ook om hun eigen as spinnen (elektronenspin)

Onderverdeling magneten

1. Permanente magneten
   
   
   
2. Elektromagneten

Belangrijkste eigenschappen van magneten

1. Ze oefenen een kracht uit op: ijzer, nikkel en kobalt
2. Om en in de magneet is een magnetisch veld aanwezig. Het magnetisch veld wordt aangegeven door veldlijnen (deze hebben een richting!!!)
3. De veldlijnen lopen buiten de magneet van NOORD (N) naar ZUID (S)
4. Veldlijnen zijn gesloten lijnen. In de magneet lopen ze dus van ZUID naar NOORD.
5. Gelijke polen stoten elkaar af, ongelijke polen trekken elkaar aan.

Basisbegrippen voor magnetische velden

1. Magnetische flux
2. Fluxdichtheid
   
3. Veldsterkte

Magnetische flux

Magnetische flux is te vergelijken met de elektrische stroom I.

Het is de magnetische stroom die door stoffen heen gaat. Magnetische veldlijnen kunnen zichtbaar worden gemaakt.

De grootheid die bij magnetische flux hoort is        (fie)

De eenheid waarmee de magnetische flux wordt uitgedrukt is Weber [Wb].

Φ

Magnetische flux

De magnetische flux wordt weergegeven met lijnen en heeft een richting. Daarom zetten we op de lijnen altijd pijlpunten waarmee we de richting aangeven. Hoe meer fluxlijnen (ook wel veldlijnen of krachtlijnen genoemd) hoe groter de magnetische flux is.

Magnetische fluxdichtheid

Magnetische fluxdichtheid is de concentratie fluxlijnen per m². De fluxdichtheid zegt iets over de sterkte van het magnetische veld. des te hoger de fluxdichtheid des te sterker de magneet.

De grootheid die bij magnetische fluxdichtheid hoort is B.

De eenheid waarmee de magnetische fluxdichtheid wordt uitgedrukt is Tesla [T].

Magnetische fluxdichtheid

De magnetische fluxdichtheid wordt gemeten per m². De formule om de magnetische fluxdichtheid te berekenen is:

                                                         LET OP!!! A is in m²

B=​A​​Φ​​

[T]

Magnetische fluxdichtheid

Een magneet heeft een oppervlakte aan de polen van 5 cm2 en een fluxdichtheid van 0,6 T. Hoe groot is de magnetische flux van deze magneet?

Magnetische fluxdichtheid

Een magneet heeft een oppervlakte aan de polen van 5 cm² en een fluxdichtheid van 0,6 T. Hoe groot is de magnetische flux van deze magneet?

B=0,6T     en    A=5cm² ->

5⋅10​−4​​m​2​​=0,0005m​2​​

Φ=B⋅A=0,6T⋅0,0005m​2​​=0,0003Wb=0,3mWb

Magnetische veldsterkte

Magnetische veldsterkte is een maat welke aangeeft hoe sterk het magnetische veld is op een bepaald punt rond de bron. Hoe verder van de bron hoe zwakker het magnetische veld en dus de veldsterkte.

De grootheid die bij magnetische veldsterkte hoort is H.

De eenheid waarmee de magnetische veldsterkte wordt uitgedrukt is Ampère per meter [A/m].

Magnetische veldsterkte

Met de veldsterkte meten we met hoeveel kracht (N) per hoeveelheid flux de magneet een ander voorwerp aantrekt. De formule die daarbij hoort is:

H=​Φ​​F​​

[A/m]

Magnetische veldsterkte

In het magnetisch veld van magneet 1 brengen we magneet 2 met een flux van 0,3 mWb. Op magneet 2 wordt daardoor een kracht uitgeoefend van 1,2 N. Bereken de veldsterkte op dat punt in het magnetisch veld.

Magnetische veldsterkte

In het magnetisch veld van magneet 1 brengen we magneet 2 met een flux van 0,3mWb. Op magneet 2 wordt daardoor een kracht uitgeoefend van 1,2N. Bereken de veldsterkte op dat punt in het magnetisch veld.

F=1,2N    en       =0,3mWb  ->

0,3⋅10​−3​​Wb=0,0003Wb

.                                                       A/m

H=​Φ​​F​​=​0,0003Wb​​1,2N​​=4000

Φ

3 vragen

Pak pen en papier.

Bij elke vraag krijg je 20s om het antwoord op te schrijven. Daarna kiest de spinner wie het antwoord geeft.

Succes!

Vraag 1

Noem de twee groepen waarin we magneten onderverdelen?

Vraag 2

Noem de drie basisbegrippen van magnetische velden.

Vraag 3

De magnetische veldlijnen lopen buiten de magneet van ...... naar .......

Opgaven

Extra oefenopgaven zodat je bekend raakt met de eigenschappen en termen van magnetische velden.