Magnetisme en Spoelen-Roel
Magnetisme
Lesduur is: 120 minOnderdelen in deze les
Magnetisme
Leerdoelen vandaag
Aan het einde van de les weet je:
Wat magnetische veldsterkte is en hoe je deze uitrekent
Wat magnetische weerstand en magnetische spanning is
Wat flux is en hoe je de flux uitrekent
Wat flux dichtheid is en hoe je deze uitrekent
Wat een spoel is
Wat zelfinductie en reactantie is
Eerst maar even een filmpje
Veldlijnen en Veldsterkte
Voor elke magneet geld in het algemeen.
De veldlijnen lopen van Noord naar Zuid buiten de magneet en van Zuid naar Noord binnen de magneet.
Noord en Zuid trekken elkaar aan.
Noord - Noord of Zuid - Zuid stoten elkaar af.
De sterkte van een magneet heet de veldsterkte.
De magnetische veldsterkte geven we aan met de letter H
Hoe meer veldlijnen er zijn hoe sterker de magneet is.
Veldsterkte, Veldlijnen, Flux en Fluxdichtheid.
Voor een magneet geld in het algemeen.
De veldlijnen lopen van Noord naar Zuid buiten de magneet en van Zuid naar Noord binnen de magneet.
De sterkte van een magneet heet veldsterkte.
De veldsterkte geven we aan met de letter H
Het aantal veldlijnen die er zijn geven we aan
met "De Flux" en met de Griekse letter ϕHet aantal veldlijnen per vierkante meter wordt aangeduid met fluxdichtheid, aangeduid met de letter B
Geleidbaarheid van Veldlijnen
Net als bij elektrische stromen ondervinden veldlijnen ook weerstand.
De veldlijnen lopen vrij moeilijk door de lucht,
zij ervaren dan dus een behoorlijk hoge weerstand.De veldlijnen ondervinden door IJzer bijvoorbeeld
een veel lagere weerstand.De mate van geleidbaarheid van de veldlijnen noemt men de Permeabiliteit en deze wordt aangeduid met de Griekse letter µ
Rekenen aan magnetische velden
De fluxdichtheid B is afhankelijk van de veldsterkte H en de geleidbaarheid µ van deze veldsterkte.
De drie grootheden B, H en µ komen samen in een formule:
B = H · µ
De eenheden die erbij horen, zijn als volgt:
H = magnetische veldsterkte met de eenheid A/m
(Ampère per meter)
B = fluxdichtheid met de eenheid T
(Tesla = Weber per vierkante meter)
µ = permeabiliteit met de eenheid Tm/A (Tesla-meter per Ampère).
Wat is een ander woord voor magnetische weerstand?
Reluctantie
Bronspanning
Impedantie
Inductie
0,5 Wb
2 Wb
1000 Wb
3000 Wb
Uitwerking
Fm=2000
Rm = 1000
ɸ = Fm / Rm = 2000 / 1000 = 2 Wb
3 Wb
150 Wb
1000 Wb
2000 Wb
ɸ = (I・N) / Rm => Rm = (I・N) / ɸ = (0,5・800) / 0,1 = 4000 A/Wb
40 A/Wb
200 A/Wb
2000 A/Wb
4000 A/Wb
De magnetische weerstand gaat niet over de spoeldraad, maar juist de materiaal in de kern van de spoel
VS
Relatie tussen fluxdichtheid(HS3) en de veldsterkte
In een ferromagnetisch materiaal wordt het magnetische veld dus versterkt door de dipolen in het materiaal.
Deze versterking noemen we permeabiliteit.
We geven permeabiliteit aan met de grootheid
De eenheid die bij permeabiliteit hoort is [H/m]
Terminologie
Historisch heeft de constante μ0 verschillende namen gehad. Algemeen spreekt men van "de magnetische permeabiliteit van een vacuüm", zoals in het rode IUPAP-boekje van 1987.[3] Nu is de natuurkundige nomenclatuur van het BIPM in het Frans "constante magnétique" en in het Engels "magnetic constant".[1] In het Duits is "magnetische Feldkonstante" de officiële term.[4]
Herdefinitie
Vòòr de herdefinitie van de basiseenheden op 20 mei 2019, waaronder ook een herdefinitie van de ampère, was de bovenstaande waarde
de waarde is weliswaar nog steeds met grote nauwkeurigheid, maar niet meer exact gelijk:
15
minute
00
second
Maak nu zelfstandig vraag 4 t/m 13
Hoofdstuk 2
Magnetische veldsterkte
de "totale" kracht van de spoel!
Wat is een spoel?
een draad die als spiraal is gewikkeld
isolerende huls
na-ijlende stroom
magnetisch veld
Een spoel is een draad die gewikkeld is om een huls. In die huls kan een metalen kern worden gestoken. Als er geen kern in de huls zit, is het een luchtspoel
Hoe kan je de magnetische veldsterkte verminderen
De stroomsterkte verhogen
het aantal wikkelingen verlagen
De spoel korter maken
De spoel langer maken
Fluxdichtheid
Flux per vierkante meter. De fluxdichtheid wordt ook wel inductie genoemd.
Antwoord vraag 1
Een spoel heeft een magnetische veldsterkte van 100.000 A/m. De permeabiliteit van het kernmateriaal is 0,001 H/m. Wat is de fluxdichtheid in deze spoel?
Een spoel heeft een magnetische veldsterkte van 200.000 A/m. De relatieve permeabiliteit van het kernmateriaal is 10000. De permeabiliteit van lucht is 4 ∙ π ∙ 10-7 H/m. Wat is de fluxdichtheid in deze spoel?
Huiswerk maken
Vraag 5 t/m 13
Hoe vond je deze les?
