Reacties
Arnoud
Nu vragen wij ons af waarom wij pas mogen starten met meten als het blokje niet meer versnelt.
Dag Arnoud,
Ik denk eerder dat dat is omdat vanaf dat ogenblik er nog maar één vorm van energie van dat massablokje verandert, namelijk de zwaarte-energie ( want bij constante snelheid neemt de bewegingsenergie niet meer toe) . Dus pas vanaf dat ogenblik kun je netjes vaststellen hoeveel energie elke seconde aan die dynamo wordt toegevoerd.
Heb je trouwens ook metingen met verschillende massa's en verschillende weerstanden in je stroomkring? Want dat rendement kan behoorlijk afhangen van de belasting.
Groet, Jan
Anna
waarom heeft dit ook te maken met de flux, inductie en lorentzkracht? dag Anna,
zonder dat kan een dynamo toch geen bewegingsenergie omzetten in elektrische energie? Of hoe bedoel je je vraag?
Groet, jan
Groetjes van Anna
Een magneet die stilstaat heeft een stabiel magneetveld. Niet overal even sterk, maar niet wijzigend in de tijd.
Door de magneet rond te draaien verandert het veld wel. Niet qua sterkte maar wel qua richting in de tijd. Daardoor kan dus een fluxverandering ontstaan en daardoor een inductiespanning.
Het kan ook andersom: of een magneet ronddraait en een spoel stilstaat (die dan steeds een wisselend sterk magneetveld ervaart) of de magneet stilstaat en de spoel draait (en daardoor ook steeds andere sterktes van het magneetveld ervaart) maakt voor het resultaat niet uit.
Als de valsnelheid constant wordt, dan is de draaisnelheid van de as ook constant. Dan beweegt magneet of spoel met vaste draaisnelheid rond. En is de verandering van het magneetveld ook stabiel (en neemt niet toe tijdens het sneller vallen of neemt af als steeds langzamer wordt gevallen) en dus de fluxverandering en dus de inductiespanning zijn ook stabiel.
De lorentzkracht is de kracht die de ladingdragers (elektronen in de draad) een kant op duwt (de andere kant op als waarheen bij afspraak de stroom gaat). Die kracht ontstaat omdat een geladen deeltje (elektron) zich in een magneetveld bevindt en daarin beweegt (want de spoel beweegt of de magneet beweegt - in beide gevallen beweegt het deeltje relatief tov het magneetveld).
(de Wet van Lenz die aangeeft hoe inductiestroom loopt in een spoel als een magneetveld nadert is een andere manier van zeggen dat de stroom a.g.v. de lorentzkracht beweegt)
Theo vraagt "Een veranderende flux [...] leidt tot een inductiespanning. Waarom?"
Als de flux door de dynamospoel verandert, ontstaat een lorentzkracht op vrije ladingsdragers in de spoel.
De lorentzkracht veroorzaakt op zijn beurt een inductiespanning.
Het optreden van de lorentzkracht kan worden "verklaard" met de speciale relativiteitstheorie.
Stomverbaasd was ik, toen ik de verklaring voor het eerst las.
Engelstalige wikipedia: "classical electromagnetism and special relativity".
Anna
Oja sorry dat bedoel ik! Maar hoe komt het dat de versnelling afneemt? zelfde principe als de parachutist in vrije val:
hoe sneller hij valt,
hoe groter de luchtweerstand wordt,
hoe kleiner zijn versnelling wordt,
net zo lang tot luchtweerstand gelijk wordt aan de zwaartekracht,
de nettokracht vanaf dan dus 0 is
en hij dus met constante snelheid verder valt.
Groet, Jan
Dus dat de versnelling 0 wordt, komt door de luchtweerstand, niet door de lorentzkracht? Ik snap uw verhaal wel, maar niet in combinatie met wat Theo zei...
lucht: weerstand neemt toe tegengesteld aan vallende zwaartekracht. Op gegeven moment resultante 0N en dus vaste snelheid
dynamo: vallende blokje doet dynamo rotor sneller draaien. Daardoor grotere flux verandering, daardoor grotere inductiestroom (door Lorentzkracht). Op gegeven moment is die kracht ook gelijk aan de zwaartekracht (maar tegengesteld) en gaat de as met vaste snelheid draaien.
Vanuit energiebeschouwing klopt het ook: de vrijkomende zwaarte-energie is in een vrije val de bron voor toenemende kinetische energie (1/2 mv2 en v neemt toe). Nu de vrije val "gebroken" wordt doordat het blokje via een snaar aan een as vastzit, komt diezelfde zwaarte-energie nog maar voor een deel aan de toenemende kinetische energie toe (v neemt toe) - de rest wordt in elektrische energie omgezet. Samen zijn kinetisch + elektrisch nog steeds de afnemende zwaarte-energie.
Als de elektrische energie toeneemt (grotere inductie) neemt de toename van de kinetische energie af tot 0 J en blijft de kinetische energie hetzelfde (v constant)
ik moest een experiment doen met een massa en de dynamo. Maar wat gebeurt er als je een te kleine massa kiest? Weet u dat?
groetjes van Anna