Elektromagneet

Michael stelde deze vraag op 21 oktober 2019 om 16:09.

Quote

is Lorenz kracht hetzelfde als magnetische kracht? Ik moet een grafiek maken met daarin de magnetische kracht en de stroomsterkte. Ik weet alleen niet of magnetische veldsterkte hetzelfde is als magnetische kracht.  

Reacties:

Jan van de Velde
21 oktober 2019 om 16:53
Quote
dag Michael,

misschien kijk/denk je te diep, maar lorentzkracht (met een t - meneer Lorenz is een bioloog) , magnetische kracht en magnetische veldsterkte zijn drie verschillende dingen, maar anderzijds wordt in het raamwerk van alles wat met elektriciteit en magnetisme (en elektromagnetisme) heeft te maken de terminologie wel eens wat confuus.

Of de fijner-punt verschillen voor jou zo heel belangrijk zijn is de vraag. 

Je zoekt een verband met stroomsterkte. Dat doet me vermoeden dat je een stroom liet lopen door een draad die in een homogeen magnetisch veld liep? 

In dat geval spreken we van een lorentzkracht:

https://nl.wikipedia.org/wiki/Lorentzkracht

"De lorentzkracht is de kracht die op een lading wordt uitgeoefend door een (elektro)magnetisch veld".

hoe groot die kracht is hangt af van de stroomsterkte, en ook van de sterkte van het magnetisch veld waardoorheen die stroom beweegt. 

Jij gaat nu dus een grafiek tekenen die het verband weergeeft tussen stroomsterkte (gemeten) en lorentzkracht (ook gemeten) voor dié draad in dàt magnetisch veld. 

Zo duidelijk genoeg?

Groet, Jan
Michael
22 oktober 2019 om 11:56
Quote
Beste Jan,

Erg bedankt voor de snelle reactie. De onderzoeksvraag voor het practicum dat ik heb gedaan is: Wat beïnvloedt de sterkte van het elektromagneet? Om dit uit te zoeken heb ik tijdens het practicum met verschillende stroomsterktes en aantal windingen gewerkt. Nu moet ik in het kopje theorie van mijn verslag uitleggen wat er met de magnetische kracht gebeurt wanneer de stroomsterkte en het aantal windingen groter of kleiner wordt. Hoe leg ik dit uit? Ik heb na namelijk geen formule achter de hand waarmee ik kan bewijzen wat er met het een gebeurt als het ander verandert. Alvast hartelijk dank.

Groet,
Michael
Theo de Klerk
22 oktober 2019 om 12:08
Quote
Is het niet meer een vraag die je vanuit je experimenten kunt aantonen? Ik zie een tabel met een I en een Funster. Zo gingen onderzoekers ook aan de slag: uit experimenten bleek een verband tussen I en F, maar hoe precies? Dat leidde uiteindelijk tot een formule waarin de relatie tussen I en F wat wiskundiger is vormgegeven. 
Maar in jouw geval volstaat de constatering dat er een verband (welk? toenemend? afnemend? zig-zaggend? gelijkblijvend? anders?) tussen beide is. Met een grafiek waarin je I tegen F uitzet kun je dit visueel inzichtelijk maken. En als er een (bijna) rechte lijn uit lijkt te komen kun je zelfs dit lineaire verband vaststellen. Of je laat het een spreadsheet/rekenblad als Excel doen door een "best passende" rechte of curve door je meetpunten te laten trekken.
Michael
22 oktober 2019 om 12:43
Quote
Hallo Theo,
Bij het kopje resultaten is het inderdaad de bedoeling dat je de onderzoeksvraag beantwoordt aan de hand van je resultaten. Bij mij op school moet er bij verslagen ook altijd een kopje over theorie gaan waar je aan de hand van onder andere formules het verband verklaart. Hierbij hoef je dus nog niet naar de resultaten van je experiment te kijken. Heb je misschien enig idee hoe ik de onderzoeksvraag kan beantwoorden aan de hand van bijvoorbeeld een formule? Erg bedankt voor de snelle reactie.

Groet,
Michael
Theo de Klerk
22 oktober 2019 om 12:58
Quote
Het is niet voor niets dat bij magnetische velden men het op havo/vwo alleen heeft over de grootte van de B (magnetische inductie) en Lorentzkracht (op een geladen deeltje dat door een B-veld schiet) maar nooit over de kracht van de ene (zuid)pool op de andere (noord)pool. Die relatie is veel complexer dan die tussen twee elektrisch geladen deeltjes. Dat heeft te maken met het feit dat er geen magnetische ladingen zijn (monopolen). Magneetveldlijnen eindigen ook niet op magnetische ladingen - ze zijn gesloten (elektrische veldlijnen beginnen/eindigen op elektrische ladingen).
(Zie https://nl.wikipedia.org/wiki/Magnetostatica )

Als monopolen m er wel zouden zijn, dan zou analoog aan elektrisch geladen deeltjes:

F = Eq  (veld x elektrische lading)
F = Bm (veld x magnetische lading)

Voor magneten is de kracht tussen 2 polen (aantrekkend NZ of afstotend ZZ, NN) wel te geven, maar dan in termen van "poolsterkte" van beide magneten. Die is aan de flux gerelateerd (B.O) . Doordat magnetische veldlijnen gesloten zijn en lopen van noordpool naar zuidpool, is de waarde van B (en daarmee de flux) voor elke positie buiten de magneet niet simpel in een formule te vangen (zoals E = fQ/r2 dat wel is voor elektrische velden). En daarmee is ook geen simpele formule te geven voor de kracht die een magneet uitoefent op een andere magneet (of geinflueerd medium).

Wat je wel kunt zeggen bij een elektromagneet is dat als de waarde van B in 1 positie bekend is (eventueel indirect doordat je een kracht kunt meten) die waarde voorspelbaar verandert als je de stroomsterkte verandert. Dat is wat jullie gemeten hebben.
Michael
22 oktober 2019 om 13:09
Quote
Wordt met de sterkte van het elektromagneet de hoeveelheid lorentzkracht, de magnetische kracht of de magnetische veldsterkte bedoelt want dat snap ik niet helemaal.
Theo de Klerk
22 oktober 2019 om 13:16
Quote
Nee, je zit er een beetje naast.

Magnetische kracht = kracht die twee magnetische (of daarvoor gevoelig) voorwerpen op elkaar uitoefenen. (Elektro)magneten onderling.  

F = B.m  (maar m is nooit in het wild aangetroffen)

lorentzkracht = kracht die een magneetveld uitoefent op een elektrisch geladen deeltje dat zich door het magneetveld beweegt. Bewegen is essentieel: geen snelheid, geen lorentzkracht.  Ook moet het deeltje niet evenwijdig aan de veldlijnen bewegen: dan is er ook geen lorentzkracht.

F = Bqv = BIL (sin φ)
Michael
22 oktober 2019 om 13:29
Quote
Maar wat is de sterkte van het elektromagneet dan wel en wat is eenheid daarvan.

Groet,
Michael
Theo de Klerk
22 oktober 2019 om 17:38
Quote
Een elektromagneet is net als een gewone magneet. Die heeft een inductieveld B en dat druk je uit in tesla. Dicht bij de magneetpolen is dat veld sterk, maar verderweg al snel afnemend. En daarmee ook de kracht die op een (niet bestaande) mono-noordpool wordt uitgeoefend.
Voor de veldsterkte B binnen de spoel is een formule (afhankelijk van stroom, aantal windingen), daarbuiten niet. Bij elektromagneten "kleven" de metalen voorwerpen zoals in autokerkhoven ook meestal aan de magneet zodat je de B veld waarde redelijk goed kunt berekenen.

Plaats een reactie:


Bijlagen:

+ Bijlage toevoegen

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

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

Antwoord: (vul een getal in)