Thema 2: Elektromagnetisme
Theorie magnetisme
magneten en magnetisbare stoffen bestaan uit magneculen (= mini moleculen)
in normale omstandigheden zijn de magneculen ongeordend = niet magnetisch
onder invloed van een magneet worden ze geordend
= magnetisch
magneet in 2 breken -> N = Z en Z = N
temperatuur stijgt -> magneculen harder trillen -> wanorde
-> magnetisme verloren
magneten bewaar je best in een ijskast
- Permanente magneten
1.1 Inleiding (het kompas)
wijst steeds naar het noorden
kompasnaald is een ijzeren magnetische naald die zich richt naar het magnetisch veld van de aarde
1.2 Permanente magneten
magneten hebben 2 polen
breek je een staafmagneet door, dan krijg je 2 nieuwe magneten
een vrij opgehangen staafmagneet gedraagt zich als een kompas en wijst steeds naar het noorden
de pool van de staafmagneet die naar het noorden wijst, heet de noordpool. De andere pool heeft de zuidpool.
- Elektromagneten
het kompas gaat draaien in de buurt van een stroomdraad
wanneer er geen stroom door de draad loopt, wijst de kompasnaald het noorden aan
wanneer er stroom door de draad gaat, draait de naald tot hij loodrecht op de draad met stroom staat
- Magnetisch veld
de krachtwerking tussen magneten is merkwaardig omdat de magneten elkaar van op afstand kunnen 'voelen'
Magneten moeten elkaar niet aanraken om een kracht op elkaar uit te oefenen
3.1 Magnetisch veld bij permamente magneten
door kleine ijzere voorwerpen er rond te leggen (ijzervelsel) kan je het magnetisch veld van permanente magneten zichtbaar maken
vele lijnen komen samen aan de polen
aan de polen is de magnetische kracht het sterkst
in het midden van de magneet gebeurt er eigenlijk weinig
de veldlijnen gaan van de noordpool naar de zuidpool
3.2 Magnetisch veld bij elektromagneten
bij een stroomvoerende draad staat de kompasnaald loodrecht op de draad -> daarom zijn de veldlijnen rond de stroomvoerende draad cirkels
de regel van de rechterduim
I = duim
de richting en de zin van het veld = de vingers
het kompas draait rond (cirkels) wanneer de richting en zin van het magnetisch veld in de buurt van een spoel komt
het veldlijnenpatroon bij een spoel lijkt op het patroon bij een staafmagneet
in de spoel lopen de veldlijnen van zuid naar noord
- Magnetische inductie B (+ pijl bovenaan)
is een vector met volgende eigenschappen
grotte: de grootte van de magnetische inductie B is evenredig met de afstand tussen de veldlijnen
richting: de magnetische inductie B heeft de richting van de raaklijn aan de veldlijn
zin: de zin van de magnetische inductie B is de zin van het kompas in dat punt
- Magnetische krachtwerking, de lorenzkracht
regel van de linkerduim
magnetisch veld (B) = middelvinger
I = wijsvinger
Lorenzkracht = duim
F = B maal I maal L
- Elektromagnetische inductie
we krijgen stroom doordat de spoel reageerd met een bewegende magneet
de ampèremeter wijkt uit wanneer je een magneet in de spoel schuift
de ampèremeter reageert niet wanneer de magneet stil ligt in de spoel
de ampèremeter wijkt uit naar de andere kant wanneer de magneet uit de spoel gaat
de ampèremeter wijkt meer uit wanneer de magneet snel in de spoel gaat
windingen stijgen -> gemeten stroomsterkte stijgt
de stroomsterkte / spanning hangt af van
het aantal windingen
de snelheid van de beweging
de sterkte van het magnetisch veld (aantal magneten)
de middenstof
de spanning die opgewekt wordt door een bewegend magnetisch veld = inductiespanning
- Toepassingen
de fietscomputer
de metaaldetector
de wisselspanningsgenerator
mechanische energie wordt omgezet in elektrische energie
periode T = duur van 1 omwenteling
frequentie f = het aantal cycli per seconde ( f = 1/T )
de transformator
= spanning verhogen of verlagen
eenheden
T = 1sec
f = 1HZ = 1/sec
gebruik je wanneer je je gsm upload
Up/Us = Np/Ns