Opgave
Via een pad, waar auto’s elkaar niet kunnen passeren, kom je bij de goederenafgifte van een bedrijf. Daar zit ook de portier.
De portier hoort dankzij een sensor wanneer er een (vracht)auto aankomt, maar hij krijgt geen geluidssignaal wanneer er een wegrijdt.
In fietsers is hij niet geïnteresseerd.
Er wordt een systeem ontwikkeld dat hiervoor kan zorgen. Het ontwerp staat onder aan de bladzijde.
Als sensoren worden 2 inductielussen in het pad gebruikt.
Lus P bij de poort aan het begin van het pad en lus H halverwege het pad.
Iedere inductielus bestaat uit twee spoelen.
Spoel 1, aangesloten op een voeding, en een spoel 2, die wordt aangesloten op een sensoringang. Zie tekening.
De twee inductielussen liggen zover van elkaar af dat de een na de ander een signaal geeft, maar nooit tegelijk. Deze lussen geven een signaal af als een ijzeren voorwerp passeert, dankzij het verschijnsel inductie.
a) Leg de werking uit van een inductielus.
Je kunt hierbij gebruik maken van nevenstaande tekening.
Het signaal van de lussen gaat naar de sensoringangen A en B.
b) Leg uit waarom de ontwerper van het systeem comparators in zijn ontwerp wil opnemen.
Uitwerking vraag (a)
Met de rechterhandregel stel je vast dat je duim en daarmee de veldlijnen omhoog wijzen en op de plaats van het vraagteken een N van noordpool moet staan.
Als de auto boven de spoelen komt wordt door het ijzerwerk de magnetische inductie B vergroot. De flux naar boven neemt dus toe. De inductiestroom die daardoor ontstaat, zal dit proberen tegen te werken en dus veldlijnen naar beneden gaan maken. Maar dan moet volgens de rechterhand de stroom aan de voorkant van B naar A lopen. Sluit je op de spoel een weerstand aan tussen A en B, dan loopt daardoor de stroom van A naar B.
Stroom door een weerstand loopt van + naar - . A is dus positief t.o.v. B.
Als de auto de spoel nadert, neemt B toe. Als de toename het sterkst is, is de inductiespanning maximaal. Dat is in ieder geval niet als de auto midden boven de spoel is, want dan is de flux maximaal en de afgeleide ervan juist nul.
Maar bij het ‘binnenrijden’ en ‘verlaten’ van de spoel moet de verandering in flux een keer maximaal zijn en dus ook de inductiespanning.
Uitwerking vraag (b)
De comparators zijn er om onderscheid te kunnen maken tussen fietsers en vrachtwagens.
