Silvano, 26 jun 2012

De schakelaar wordt vervolgens gesloten.

Bereken de stroomsterkte die door de spanningsbron gaat direct nadat de schakelaar is gesloten.

Als de schakelaar net gesloten is kan er nog geen magnetisch veld ontstaan via de spoel. Men krijgt dan een schakeling in serie en parallel vereenvoudigd weergeven in bijlage 3 "Schakeling gesloten"

Je eerste berekening langs de rand (perifeer) lijkt me in orde.

Bij het sluiten van de schakelaar gebeurt echter wel iets: zo snel de stroom door de spoel loopt wordt een magneetveld opgebouwd en heeft de spoel een zelfinductie-spanning (Wet van Lenz) doordat de magnetische flux wijzigt van nul naar maximaal (U = - ΔΦ/Δt). Deze spanning werkt de stroom tegen. De stroom door de spoel zal van ook van 0 langzaam toenemen tot (asymptotisch) I = I_eind wordt bereikt. Open je de schakelaar dan gebeurt het omgekeerde: opnieuw grote fluxverandering door de afbraak van het magneetveld.

Pas nadat enige tijd is verlopen dan is de fluxverandering nul (magneetveld is volledig opgebouwd) en verdwijnt de inductiespanning. Dan werkt de spoel ineens weer als een gewone weerstand a.g.v. de draad van de spoel. Je tweede oplossing hoort bij de derde vraag.  Nu de tweede nog.

Ik snap dan echter nog steeds niet hoe ik vraag 2 moet uitrekenen met de gegevens die ik heb. Ik weet alleen dat de weerstand van de spoel 15 Ω is en dat Vb = 20 V.

De enige formules die ik weet zijn:

Uind = N (ΔΦ/Δt)

B =µ₀(NI/l)

Φ = Bn*A

Ik weet het aantal windingen niet, ik weet de tijd niet (alleen dat het direct na het sluiten van de schakelaar is, T₀?). Magnetische flux wordt gemeten in Weber of ook wel Voltseconde genoemd, maar deze is ook onbekend. Ik heb geen lengte van de spoel gekregen. Ik snap niet waar ik al deze gegevens dan vandaan moet halen...

Ik denk dat je de crux van Theo's uitleg niet begrijpt.

Direct na (dwz in de picoseconde na) het sluiten van de schakelaar is de (laten we het even de "magnetische weerstand" van de spoel noemen)  zó enorm groot dat de stroomsterkte nog verwaarloosbaar is. Feitelijk kun je de situatie gewoon beschouwen als die met de schakelaar open.

Als een tijdje later de stroomsterkte constant is geworden (want we hebben te maken met gelijkstroom)  verandert het magnetisch veld niet meer en is ook de "magnetische weerstand" van de spoel 0 geworden. Het sommetje wordt er dan een van een gecombineerde serie-parallelschakeling met ohmse weerstanden. Alsof de spoel gewoon een rechte draad was.

Groet, Jan

Dus als ik het goed begrijp is de tegenflux dusdanig groot (∞) direct na het sluiten van de schakelaar dat de stroom niet doorgelaten wordt. Hierdoor kan men dus zeggen dat de stroom wederom alleen perifeer loopt waardoor men hetzelfde antwoord krijgt als in de eerste opgave, I = 2 A (antwoord opgave 2).

Langzamerhand wordt de tegenflux opgeheven totdat de stroming stabiel is waardoor er een moment komt dat de tegenflux geheel opgeheven doordat het magnetisch veld stabiel is en de spoel dus functioneert als een weerstand van 15 Ω. Hierdoor krijgt men het antwoord I = 2,2 A (opgave 3)

Yep :)

Bedankt voor de uitleg!

Wat zou ik toch zonder jullie expertise moeten :D?!

Het leven zou desalniettemin gewoon doorgaan... ;)

Silvano, 26 jun 2012

Bedankt voor de uitleg!

Wat zou ik toch zonder jullie expertise moeten :D?!

Dan had je naar iemand anders gezocht... maar graag gedaan.

Het valt buiten de school-stof maar de impedantie L van een spoel is de evenredigheidsconstante tussen de inductiespanning en de stroomverandering  (zoals R de evenredigheidsconstante is tussen U en I):

U_ind =  L  ΔI/Δt

Voor condensators geldt ook zo iets (maar net andersom dan bij spoelen: eerst gaat de stroom lopen tot de capaciteit gevuld is met lading. Daarna stopt de stroom en werkt de capaciteit als een gebroken draad)