H7.6 Toepassing van de lorentzkracht en H7.7 Magnetische inductie

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

H7.6 Toepassing van de lorentzkracht

H7.7 Magnetische inductie

Na deze les kan je ...

... de werking van een elektromotor in een aantal stappen uitleggen. 

... uitleggen wat magnetische inductie is. 

... in een situatie bepalen of er sprake is van magnetische inductie.

... de richting van de geïnduceerde stroom bepalen. 

Herhaling lorentzkracht

Er werkt een kracht op bewegende lading in een magneetveld.

Richting kunnen we bepalen met de linkerhandregel. 

In welke richting ervaart deze draad een lorentzkracht.

1. Het scherm uit
2. Het scherm in
3. Naar boven
4. Naar beneden

In welke richting ervaart deze draad een lorentzkracht.

1. Het scherm uit
2. Het scherm in
3. Naar boven
4. Naar beneden

Herhaling lorentzkracht

We kunnen de grootte van deze kracht bepalen voor een geladen deeltje en voor een draad. 

Deeltje: 

Draad: 

F​L​​=B⋅q⋅v

F​L​​=B⋅I⋅l

Er loopt een stroom van 2,0 A door een 1,6 m lange draad. Er staat een magneetveld van 3,6 mT loodrecht op de draad. Bereken de lorentzkracht.

De elektromotor

De elektromotor

In een elektromotor zitten 1 of meerdere draadlussen waar een stroom doorheen loopt.

Op de draadlus werkt een lorentzkracht. Hierdoor gaat de lus draaien.  

De elektromotor

Werkt er geen lorentzkracht meer (motor 3)? Dan wisselt de stroom van richting. 

Zo blijft de motor draaien. 

Leg uit waarom de stroom van richting moet veranderen om de elektromotor te laten draaien.

H7.7 Magnetische inductie

Lorentzkracht en inductiespanning

In welke richting gaat er een stroom lopen?

1. Met de klok mee
2. Tegen de klok in

Lorentzkracht en inductiespanning

Veranderend magneetveld en inductiespanning

Veranderd het aantal magnetische veldlijnen in de winding?

Dan wordt er een inductiespanning (en stroom) opgewekt. 

De geïnduceerde stroom maakt ook weer een eigen magneetveld. 

Dit veld werkt de verandering tegen. 

Veranderend magneetveld en inductiespanning

Neemt het aantal veldlijnen in de draadlus toe

               De geïnduceerde stroom maakt een tegenveld. 

Neemt het aantal veldlijnen in de draadlus af.

               De geïnduceerde stroom maakt een meeveld.

Veranderend magneetveld en inductiespanning

Wat is de richting van de geïnduceerde stroom???

Magnetische flux

Magnetische flux is de grootheid voor het aantal magnetisch veldlijnen door een oppervlak. 

ϕ=B​loodrecht​​⋅A

Φ: Magnetische flux (Wb)

B_loodrecht: Magnetische veldsterkte loodrecht op A (T)

A: Oppervlak (m²)

Hoe minder veldlijnen door een oppervlak, hoe ...... de magnetische flux.

1. lager
2. hoger
3. geen van beide

1

2

3

4

5

Orden van laagste (1) naar hoogste (5) flux. 

Flux en inductiespanning

Neemt de flux door een winding toe of af, dan wordt er een inductiespanning opgewekt. 

Grotere verandering             Grotere inductiespanning

Let op: Het minteken kan je meestal negeren.

U​ind​​=−​dt​​dϕ​​

Uind: Opgewekte inductiespanning (V)

dΦ: Fluxverandering (Wb)

dt: Tijd (s)

Een draadlus (A = 0,02 m^2) zit in een toenemend magneetveld. Het veld verandert in 10 s geleidelijk van 2 naar 8 mT.
Bereken de opgewekte inductiespanning in de draadlus.

Uitwerking

U​ind​​=−​dt​​dϕ​​

ϕ=B⋅A

Uitwerking

U​ind​​=−​dt​​dϕ​​

ϕ=B⋅A

U​ind​​=−​dt​​dB⋅A​​

Uitwerking

U​ind​​=−​dt​​dϕ​​

ϕ=B⋅A

U​ind​​=−​dt​​dB⋅A​​=−​10​​6⋅10​−3​​⋅0,02​​

=−1⋅10​−5​​V

Na deze les kan je ...

... de werking van een elektromotor in een aantal stappen uitleggen. 

... uitleggen wat magnetische inductie is. 

... in een situatie bepalen of er sprake is van magnetische inductie.

... de richting van de geïnduceerde stroom bepalen. 

Heb jij deze doelen behaald??

😒🙁😐🙂😃

Oefenen

Maak opgave 48, 49 en 50.

Zijn er nog vragen over de herkansing???