Magnetisme 4 - Inductie *

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 4-6

Magnetische en elektrische velden

4. Inductie

De onderstaande onderdelen komen overeen met de bijbehorende LessonUps.
Theorie in de LessonUps en eventueel op Wetenschapsschool.

Oude variant wetenschapsschool (p1 t/m p4).
Nieuwe variant wetenschapsschool (p1 t/m p4).

De stof bestaat uit:

1. Elektrische kracht

2. Magnetisme

3. Lorentzkracht
4. Inductie

5. EM-straling (géén specifiek hoofdstuk wetenschapsschool)

Je kunt voor de theorie ook gebruik maken van de samenvatting van NatuurkundeUitgelegd;
'Natuurkunde in het kort'. Je vindt deze op MijnLentiz en/of in je jaarmateriaal in SomToday.

ToDo 26-10-2019
Deze en volgende slide actueel maken

Deze slide aan het begin van alle individuele LessonUps toevoegen.

4. Inductie
Opgaven Foton

Hieronder de opgaven van Foton bij verschillende onderdelen. Dikgedrukt bij deze LessonUp.

VWO (Foton Elektromagnetisme)

1. Elektrische kracht: Opgave 1 t/m 15

2. Magnetisme: Opgave 16 t/m 20

3. Lorentzkracht: Opgave 21 t/m 26

4. Inductie: Opgave 27 t/m 32

5. EM-straling: Geen specifieke opgaven in Foton

Hier kun je je gemaakte opgaven van foton inleveren.

Magnetisme 4: Inductie

Leerdoelen:
-Je kent het begrip flux en kunt de flux uitrekenen in verschillende situaties.

-Je weet op welke manier je de flux kunt veranderen.
-Je kunt werken met de formule voor inductiespanning Uind = - N dϕ / dt.

-Je snapt het verband tussen fluxverandering en inductiespanning, ook in een grafiek.

-Je weet welke factoren van invloed zijn op de grootte van de inductiespanning.

-Je snapt de werking van een transformator en kent toepassingen.

01:36

De grootheid A betekent:

1. versnelling
2. ampère
3. oppervlakte
4. alsjemenou!

02:01

Je ziet het zij-aanzicht van het oppervlakte; deze staat loodrecht op het papier.

03:39

Welke zijde is de overstaande?
(voor SOS CAS TOA)?

1. Zijde 1
2. Zijde 2
3. Zijde 3
4. Het goede antwoord staat er niet bij.

03:52

Er geldt nu:

1. Bn = B cosα
2. Bn = B sin α
3. Bn = B tan α
4. Het goede antwoord staat er niet bij

04:53

De formule voor flux is B x A. Wat volgt hiervoor uit de eenheid van flux?

03:39

Welke zijde is de schuine?
(voor SOS CAS TOA)?

1. Zijde 1
2. Zijde 2
3. Zijde 3
4. Het goede antwoord staat er niet bij.

03:39

Welke zijde is de aanliggende
(voor SOS CAS TOA)?

1. Zijde 1
2. Zijde 2
3. Zijde 3
4. Het goede antwoord staat er niet bij.

01:35

Zorg er dus altijd voor dat je bij een uitlegvraag hierover de term 'fluxverandering' noemt.

04:31

Wat moet er zijn zodat er (inductie)spanning ontstaat waardoor de lamp gaat branden? Geef je antwoord in één woord.

05:32

In het voorbeeld bewegen de elektronen precies op dezelfde manier omdat eerst een NOORDpool van LINKS de spoel nadert, en daarna een ZUIDpool de spoel van RECHTS.

Dit levert beide een TOENAME van flux 'naar rechts' op voor de spoel, en dus eenzelfde 'reactie' van de elektronen.

Als je goed kijkt kan je zien dat in beide situaties de elektronen hetzelfde reageren (eerst omhoog, dan omlaag).

06:50

Hoe heet natuurkundig spanning die 'heen-en-weer' gaat?

04:31

De lamp brand nog niet omdat...

1. De flux niet sterk genoeg is
2. De flux de verkeerde kant op staat
3. De flux constant is

Flux

De formule voor het berekenen van de flux ϕ als gevolg van de grootte van het magnetisch veld B wat doordringt is te berekenen de formule:

waarin:

           = flux in                                   Wb    (Weber)

           = magnetisch veld in        T        (Tesla)           

           = oppervlakte in                  m²                     

         

B_⊥ staat voor de component van het magnetisch veld loodrecht op het oppervlak.

ϕ=B​⊥​​⋅A

B​⊥​​

A

ϕ

Hoe bepaal je B_⊥?

Door ontbinding van B.

Inductiespanning

De formule voor het berekenen van de inductiespanning U_ind als gevolg van de verandering (afgeleide) van de flux in de tijd dϕ/dt  en de hoeveelheid windingen N  is te berekenen de formule:

waarin:

           = inductiespanning in               V

           = hoeveelheid windingen in    - 

           = flux in                                             Wb

           

                  

         

U​ind​​=−N⋅​dt​​dϕ​​

U​ind​​

N

ϕ

​dt​​d​​

= verandering van tijd in          /s

Let op: dϕ/dt is de afgeleide van flux in de tijd. Hoe sneller de flux verandert, hoe groter de inductiespanning wordt.

Simulatie

https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/faraday/latest/faraday.html?simulation=faraday&locale=nl

Toepassing van flux: transformator

Een veel gebruikte toepassing van inductie is de transformator. in veel allerdaagse onderdelen zit een transformator, zoals de adapter van je telefoon/tablet/laptop. De transformator zet de wisselspanning van 230 V om in een lagere gelijkspanning van bijv. 20 V.

Toepassing van flux: transformator

Een andere toepassing van een transformator is het draadloos opladen van elektrische tandenborstels en mobiele telefoons. Daar komt nog draadloos opladen van een auto ook bij in de (zeer) nabije toekomst.

Transformator demo

Verband (Φ,t) <--> (Uind,t)

Bestudeer de paragraaf en/of kijk de filmpje(s) van Ralph Meulenbroeks. Maak een samenvatting die in ieder geval de leerdoelen omvat. Lever een foto van je samenvatting in.

Geef hieronder aan wat je nog niet (goed) snapt van de theorie. Geef ook aan als je geen vragen hebt.

Fouten en suggesties

Heb je een fout gevonden in deze Lessonup of op de website?

Geef het door via het foutenformulier!

Bedankt voor je inzet!