magnetische as van een spoel bepalen.

Naomi stelde deze vraag op 31 januari 2019 om 16:45.

Hallo,

Ik ben in mijn boek bezig met de werking van gelijkstroommotor. Ik snap verder hoe dit in elkaar zit. Echter zegt mijn boek dat "je de draairichting van de stroomspoel ook kunt onthouden door te letten op de magnetische as."

Nu had ik hier de vorige keer al een vraag gesteld over die linker- en rechterhandregels.

De volgende afbeeldingen staan in mijn boek om de draaing van een stroomwinding uit te leggen. Er wordt een rechthoekige stroomwinding PQRS in een homogeen magnetisch veld beschouwt.:






Dit snap ik verder. En bij de uitleg over de gelijkstroommotor staat de volgende afbeelding:


Nu terugkomend op die magnetische as: mijn boek zegt dat ik deze kon vinden met de "2de rechterhandregel", maar die gebruik ik niet meer omdat ik die makkelijke rechterhand regel van jullie nu gebruik. 
Mijn vraag is dus: Hoe stel je de magnetische as en de richting van die as vast?

Ik heb wel wat gepuzzeld en van wat ik heb gezien op de afbeeldingen hierboven ben ik tot de conclusie gekomen dat de magnetische as dan altijd loodrecht op de draaiingsas van de spoel staat, en loodrecht op de stroomrichting.

Klopt dit?


Reacties

Theo de Klerk op 31 januari 2019 om 16:54
Als ik je verhaal goed snap is dat met de gewone rechterhandregel. Je vingers geven met hun kromming de richting van de stroom aan. In de laatste figuur gaat de stroom tegen de klok in. Als je je vingers van de rechterhand ook tegen de klok in laat wijzen dan wijst je duim omhoog: daar zou de noordpool moeten zitten.
Dat wordt ook aangegeven door de pijl met de woorden "magnetische as"  (een term waar ik nog nooit van gehoord heb in deze context). 

Als je die noordpool kent, dan kun je ook beredeneren dat deze noordpool zo ver mogelijk van een andere noordpool weg wil gaan (als dat kan) of naar een zuidpool neigt.  
De vaste magneet heeft links een noordpool. Jouw duim-noordpool wil daar zover mogelijk vanaf en gaat draaien naar rechts (kloksgewijs) en komt zo dichter bij de zuidpool van de vaste magneet. Dat draaien kan want het is een draaibaar draadraam.

Zo kun je dus ook de rotatie van een gelijkstroommotor bekijken. Waar zitten noordpolen en kunnen die van elkaar wegbewegen?
Naomi op 31 januari 2019 om 17:02
De volgende definitie over de magnetische as is in mijn boek gegeven:

"Onder de magnetische as van een naald- of staafmagneet verstaan we de lijn door de polen van de magneet in de richting van de zuidpool naar de noordpool."

Wat jij zegt over de duim-noordpool snap ik wel, immers, de magnetische veldlijnen komen er bij de noordpool altijd uit.

En ja dat ging over de gewone rechterhandregel inderdaad, in mijn boek wordt het de 2de rechterhand regel genoemd.


Maar dan vraag ik me nog steeds af of mijn conclusie dan juist is aan de hand van de afbeeldingen.
klopt het dat die magnetische as dan altijd loodrecht op de stroomrichting en de draaiings as van de spoel staat?
Theo de Klerk op 31 januari 2019 om 17:08
>klopt het dat die magnetische as dan altijd loodrecht op de stroomrichting en de draaiings as van de spoel staat

Ja, zoals je duim ook loodrecht op je vingers staat (bij een normaal geopende hand).
Veldlijnen staan ALTIJD loodrecht op de stroomrichting. En bij een draadraam betekent dat altijd loodrecht op het vlak dat door het draadraam wordt omvat.
En aangezien de as door het draadraamvlak gaat is de magnetische as loodrecht op de as.
Naomi op 31 januari 2019 om 17:27
Oke top, dankjewel voor de hulp!

Dan had ik nog een vraagje over een stukje informatie die in mijn boek staat over de inductiespanning. Er staat:



"Wanneer een magneetpool in of uit deze spoel wordt bewogen, vertoont de meter eventjes een uitslag. als de magneet stil in de spoel ligt is er géén uitslag. De stroomrichting verschilt met de bewegingsrichting van de magneetpool. Ook wanneer de zuidpool door een noordpool wordt vervangen (en andersom), keert de stroomrichting om"


Dus als ik het goed begrijp, is de stroomrichting in de situatie van de afbeelding tegengesteld aan de bewegingsrichting van de zuidpool? En als in dezelfde situatie de zuidpool wordt vervangen door een noordpool, dan is de stroomrichting weer dezelfde richting als de bewegingsrichting van de noordpool, toch?

Maar als dat zo is, dan wordt het eerste gegeven toch compleet tegengesproken?
Theo de Klerk op 31 januari 2019 om 17:39
> Dus als ik het goed begrijp, is de stroomrichting in de situatie van de afbeelding tegengesteld aan de bewegingsrichting van de zuidpool?

Nee - dat kun je niet zeggen. De magneet beweegt vooruit/achteruit maar de stroom door de spoel gaat in rondjes loodrecht op die beweging (het volgt de spoel wikkelingen).

Je moet dit beredeneren met de wet van Lenz: als een noordpool op een spoel afgaat, dan wil de spoel (zo die al wat te willen heeft) die noordpool tegenhouden door aan diezelfde kant een noordpool op te wekken. Met de rechterhandregel weet je hoe dan een stroom gaat lopen. 

Eenmaal binnen de spoel verandert het aantal veldlijnen van de binnengedrongen magneet niet: van voren komen er bij (zoals de spoel ziet) van achteren vallen er af.

Maar als de magneet de spoel weer verlaat dan wil de spoel die magneet juist terugtrekken. Dus als de zuidpool "de achterkant" van de magneet is, dan zal de spoel een noordpool maken (rechterhand bepaalt stroomrichting) om daarmee die zuidpool aan te trekken. Nu zit die spoel-noordpool aan de andere kant van de spoel en dus moet de stroomrichting net andersom zijn.
Jan op 31 januari 2019 om 18:12

Naomi plaatste:

Nu terugkomend op die magnetische as: mijn boek zegt dat ik deze kon vinden met de "2de rechterhandregel", maar die gebruik ik niet meer omdat ik die makkelijke rechterhand regel van jullie nu gebruik. 

kijk even hier:
https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/22142

daar zie je dat je die "makkelijke rechterhandregel" feitelijk zowel voor die magnetische as als voor je tweede probleempje kunt gebruiken

Het voorbeeld werkt met een ronde wikkeling, maar voor vierkante wikkelingen is dat niet anders natuurlijk: overal rondom gaan de veldlijnen van je gekromde vingers de wikkeling in of de wikkeling uit. 

groet, Jan
Naomi op 31 januari 2019 om 18:57
Oke, bedankt voor de duidelijkheid!

Dat stukje in mijn boek is gewoon super verwarrend, want pas een heel eind verder wordt pas de inductiestroom uitgelegd.
Jan van de Velde op 31 januari 2019 om 19:33
dag Naomi,

een zuidpool nadert de spoel.
De flux van de magneet, met richting de spoel UIT, wordt dus steeds sterker.
De spoel "wil" die verandering van flux tegengaan, en er zal dus een stroom gaan lopen die zelf in de spoel een tegengestelde flux opwekt, dus de spoel IN. 

Krom dus de vingers van je rechterhand rond die eerste wikkeling, met de vingertoppen de spoel IN wijzend:



Conclusie: de inductiestroom gaat met de klok mee door de wikkelingen, en zoals deze spoel is gewikkeld dus van voor naar achter door de spoel.

En de magnetische as van de spoel (= de som van de magnetische assen van elke wikkeling) loopt dus door de as van de spoel van voor naar achter. 

groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Noortje heeft achttien appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)