inductiespanning als functie van de tijd
Marike944 stelde deze vraag op 20 september 2012 om 16:29.Wat stelt de oppervlakte voor onder de grafiek in de afbeelding?
En klopt het dat de eenheid van deze oppervlakte U x m/s is?
Ik hoop dat iemand een goed antwoord voor mij heeft, alvast bedankt!!
Groetjes Marike
Reacties
Dag Marike944,
De eenheid van spanning is niet U (dat is het symbool voor de grootheid spanning) en de eenheid van tijd is niet meter per seconde ...........
Hoe dan ook, je bent dus grafisch aan het integreren....
Oppervlakte van een rechthoek is lengte x breedte.
Als je één rechthoekje in je grafiek bekijkt dan is de lengte daarvan 0,05 seconde en de breedte 2 volt.
De oppervlakte van één rechthoekje in je grafiek wordt dan 2 volt x 0,05 seconde = 0,1 voltseconde
(zoals ook 3 kilowatt x 4 uur 12 kilowattuur wordt)
Voor de oppervlakte onder je grafiek wordt het dan een kwestie van hokjes optellen.
Duidelijk zo?
Groet, Jan
Waardoor is de ene bult tegengesteld aan de andere?
Waardoor is de tweede bult smaller dan de eerste?
Waardoor is de tweede bult hoger dan de eerste?
Tegengestelde inductie spanning. Eerst met magneetflux toenemend, dan afnemend
> Waardoor is de tweede bult smaller dan de eerste?
>Waardoor is de tweede bult hoger dan de eerste?
Hoogte spanning hangt af van tempo waarin de flux verandert. Blijkbaar is er trager ingeduwd (kleinere fluxverandering, lagere inductiespanning, langere tijd nodig om magneet erin te duwen) dan uitgetrokken (snel eruit, grotere fluxverandering, hogere inductiespanning)
Wat kan er gebeurd zijn in een proef, zodat het diagram van Marike944 ontstaat?
Welke formule(s) of relatie(s) voor de grootte en het teken van de inductiespanning zou je kunnen gebruiken?
Als je noteert wat je zelf al hebt bedacht en wat nu nog het probleem is, kunnen we proberen je vanaf dat punt verder te helpen.
Groet, Jaap
Bijlagen:
In de proef heb je een staafmagneet door een spoel laten vallen.
De eerste bult ontstaat doordat de staafmagneet de spoel in gaat.
De tweede bult ontstaat doordat de staafmagneet uit de spoel valt.
Terwijl de magneet de spoel in gaat, stijgt het aantal staafmagneetveldlijnen in de spoel.
Terwijl de magneet uit de spoel valt, daalt het aantal staafmagneetveldlijnen in de spoel.
1. Wat betekent dat voor het teken van de inductiespanning?
De magneet valt steeds sneller.
2. Wat betekent dat voor de tijdsduur van de inductiespanning?
De magneet valt steeds sneller.
3. Wat betekent dat voor het tempo waarin de magnetische flux in de spoel verandert?
4. Wat betekent vraag 3 voor de grootte van de inductiespanning die ontstaat?
Groet, Jaap
2. Hoe sneller de magneet valt hoe korter de tijdsduur is
3. De magnetische flux verandert sneller bij een grote snelheid
4. De inductiespanning wordt groter?
Je redenering is goed.
1. Het teken draait dan toch om dus positief wordt negatief en daarom zijn de bulten tegengesteld aan elkaar → juist, dat is de eerste bij c gevraagde uitleg
2. Hoe sneller de magneet valt hoe korter de tijdsduur is → juist, dus des te smaller de (rechter) bult met de tijd op de horizontale as
3. De magnetische flux verandert sneller bij een grote snelheid → juist
4. De inductiespanning wordt groter → juist, dus des te hoger (hierboven, op 20 september 2012 om 16.29 uur: dieper) de bult
Is het zo duidelijk?
Groet, Jaap
Vraag e. Eerst liet je de staafmagneet laat vallen met de noordpool aan de onderkant. Stel, je zag toen eerst (links op het scherm) een berg daarna (rechts op het scherm) een dal. Net als in de figuur van 20 september 2012 om 16.29 uur.
Vervolgens laat je de staafmagneet vallen met de zuidpool aan de onderkant. Wat is dan logisch: weer eerst een berg en daarna een dal, of omgekeerd?
Vraag f. Hoe verder de staafmagneet valt tot aan de spoel,
hoe … de valsnelheid van de staafmagneet,
hoe … het tempo waarin de flux in de spoel verandert,
hoe … de inductiespanning,
hoe … de top en hoe … het dal.
Bovendien worden de top en het dal door de grotere valsnelheid op het scherm allebei …
Onthoud voor uitlegvragen: de opgewekte inductiespanning (afgezien van plus en min) is recht evenredig met het tempo van de fluxverandering.
Groet, Jaap
f. Groter - sneller - groter - hoger - lager
De top en het dal op het scherm worden allebei smaller?
Klopt, zo is het …
Groet, Jaap
Ik heb een ongeveer gelijke situatie in een opdracht en ik moet deze opdracht daarbij uitvoeren:
Oppervlakte
Leg op 2 manieren uit wat er voor de groottes van de gemeten oppervlakte boven en onder de horizontale as t.o.v. elkaar zou moeten gelden
1) gebruikmakend van de definitie van magnetische flux
2) gebruikmakend van de formule voor inductiespanning
Nu snap ik niet helemaal wat er zou moeten gelden. Zou er voor uitleg 1 moeten gelden dat de oppervlaktes ongeveer gelijk moeten zijn omdat bij de eerste bult de inductiespanning lager (hoogte) is maar de tijdsduur groter (breedte)? Of is de verhouding tussen inductiespanning en tijdsduur geen 1:1 waardoor de oppervlakte van de eerste bult kleiner is?
En voor uitleg 2 snap ik eigenlijk helemaal niet hoe ik dat moet aanpakken.
Zouden jullie mij hiermee op weg kunnen helpen?
[inductiespanning] = [N] x [fluxverandering]
V = 1 · Wb s-1
Het oppervlak in de grafiek heeft eenheid Vs
Dus...
Gaat het je om een diagram waarin de tijd horizontaal en de inductiespanning verticaal is uitgezet, net als in de figuur van Marike944? In dat geval…
Manier 1: wordt met de definitie van de magnetische flux bedoeld Φ=B•A?
Dan zie ik (nog) niet hoe je hiermee kunt uitleggen 'wat er voor de groottes van de gemeten oppervlakte boven en onder de horizontale as t.o.v. elkaar zou moeten gelden'.
Manier 2: Binas tabel 35D4 geeft als uitdrukking voor de inductiespanning
We kunnen dit herschrijven als
Uind is verticaal uitgezet en t horizontaal.
Dus $U$ind d$t$ is 'hoogte maal breedte' en stelt een oppervlak in het diagram voor.
Als je alle kleine bijdragen links en rechts van het gelijkteken optelt vanaf het begin tot het eind van een bult (dat heet integreren), krijg je links de totale fluxverandering $\Delta\Phi$ en
rechts de grootte van een oppervlak tussen de grafiek en de horizontale as.
We kunnen de magnetische flux 'in straattaal' opvatten als het aantal magnetische veldlijnen dat door een spoel gaat.
De grootte van een bultoppervlak boven de horizontale as moet even groot zijn als
de grootte van een bultoppervlak onder de horizontale as.
Want doorgaans is de afname van de flux even groot als de latere toename van de flux, of omgekeerd. Als je de spoel nadert met een staafmagneet, 'komen er veldlijnen bij' in de spoel. En evenveel veldlijnen verdwijnen als je de staafmagneet weghaalt.
Theo noteert: '[inductiespanning] = [N] x [fluxverandering]'.
Dit is onjuist. De fluxverandering is $\Delta\Phi$, een 'aantal veldlijnen'.
De inductiespanning wordt niet louter bepaald door de grootte van de fluxverandering.
Bij dit onderwerp is het belangrijk te onthouden:
de inductiespanning is recht evenredig met het tempo van de fluxverandering d$\Phi$/d$t$.
Groet, Jaap
Dit is onjuist. De fluxverandering is, een 'aantal veldlijnen'. De inductiespanning wordt niet louter bepaald door de grootte van de fluxverandering.
Als je goed kijkt naar de dimensies wordt Wb s-1 gebruikt: dat is de fluxverandering per tijd. Dat laatste had wel gemeld moeten worden. Verder dimensioneel correct