PO elektromotor bouwen
sophie stelde deze vraag op 04 februari 2021 om 10:25. Hallo,
Voor een PO moet ik een elektromotor bouwen. Ik heb een batterij, een magneetje, 2 paperclips en 2 draden met verschillende dikte tot mijn beschikking. De opdracht:
"Daarbij maak je bijvoorbeeld keuzes voor de afmetingen van de spoel (diameter en lengte) en voor de wikkeling (lengte en dikte van de draad). Reken deze variabelen zoveel mogelijk door aan de hand van de theorie, om je keuzes te kunnen onderbouwen. Beschrijf de gehanteerde theoretische modellen in je logboek.
Daarnaast is uiteraard ook de afstand tussen spoel en magneet van belang voor het goed functioneren van de elektromotor. Neem ook dit mee in de berekeningen die je vooraf maakt en onderbouw hiermee jouw keuzes."
Ik wil de formule F = B x I x L gebruiken, alleen ik weet niet zo goed waar ik moet beginnen, omdat ik heel weinig gegevens heb. Hoe kom ik bijvoorbeeld achter B en I? En hoe bereken ik de afstand tot de magneet?
Alvast bedankt,
Sophie
Reacties
Je maakt drie verschillende ontwerpen:
één ontwerp met spoel en magneet, waarbij de magneet ronddraait
één ontwerp met spoel en magneet, waarbij de spoel ronddraait
één vrij te kiezen ontwerp
Het is niet eenvoudig om FL=B⋅I⋅L te gebruiken. Bij uw permanente huis-tuin-en-keuken magneet is B niet bekend en is B sterk afhankelijk van de afstand. L is de draadlengte waar B heerst; maar waar houdt B en dus L precies op? Meting van de stroomsterkte I zou geen probleem moeten zijn.
U kunt ook denken aan de formule voor de magnetische inductie in een korte spoel uit Binas tabel 35D3. Of de formule voor inductiespanning Uind uit Binas tabel 35D4. Hierin komt u de flux Φ niet exact te weten, maar hierin zit wel het oppervlak A van de spoel verstopt.
Heeft u https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/74414 en
https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/74413 al gezien?
De lorentzkracht van de permanente magneet op een stroomvoerende draad of spoel hangt inderdaad af van de afstand tussen beide. De magnetische inductie neemt immers snel af bij grotere afstand. U zou de magneet op een balans kunnen plaatsen; niet direct erop maar met wat hoogte ertussen. Daarboven zet u de draad of spoel vast in een statief, op een instebare afstand boven de magneet. De verandering in de aanwijzing van de balans is een maat voor de lorentzkracht.
sophie
Bedankt voor de tip maar ik heb helaas geen balans en statief tot mijn beschikking. dag Sophie,
Ik weet haast zeker dat de technisch onderwijs assistent (amanuensis) van je school daar wel aan kan helpen.
Als alternatief voor een statief is er overigens van alles te bedenken met wat spullen uit de keukenlade of het schuurtje, een balans ook wel, al wordt dat al veel lastiger.
Groet, Jan
Zonder eenvoudige spullen zoals een weegtoesel en een statief lijkt het me lastig om een praktische opdracht te maken.
Een theoretische manier om de afstand in rekening te brengen, kan zijn de (kracht)wet van Ampère voor de kracht van een stroomvoerende rechte draad op een andere, parallelle draad.
Zie Binas tabel 35D3 en https://en.wikipedia.org/wiki/Amp%C3%A8re%27s_force_law
Voor metingen aan deze wet is gevoelige apparatuur nodig.
