vragen over opgaves over microfoon en generator (inductiespanning, flux)
Mirthe stelde deze vraag op 18 december 2023 om 12:33.Besten,
Ik had een paar vragen over een aantal opgaves uit mijn boek, Pulsar 5 vwo, hoofdstuk 10 elektromagnetisme.
Bij opgave 3b van de proefwerkopgaven:
Ik denk dat ik snap dat de sterkte van de magneet en het aantal windingen van invloed is op de amplitude, maar waarom de stroomsterkte niet? Daardoor kan het magneetveld toch ook sterker worden, dus dan verandert de hoeveelheid magneetveld (flux) toch? Of niet?
Bij opgave 3c bij de proefwerkopgaven:
Ik snap deze uitwerkingen niet.
Ze zeggen in de vraag dat de spoel naar de magneet toebeweegt. Ik dacht dus, ze trekken elkaar aan. Dan zit er aan de rechterkant van de spoel een noordpool, aan de linkerkant een zuidpool. Magneetveld in spoel loopt van zuid naar noord, dus met rechterhandregel zou de stroom dan van rechts naar links lopen, dus rechts een +, links een -. In de antwoorden zeggen zij alleen dat het wordt afgestoten, ik snap dat niet.
Bij opgave 4a van de proefwerkopgaven:
Ze gebruiken hier de sinus om de loodrechte component te vinden, en ik snap er niks van. Wat is dan de niet-loodrechte component? Hoe werkt dit? Normaal deden ze iets met cosinus, dat kon ik nog wel begrijpen maar dit niet.
Bij opgave 4c en d van de proefwerkopgaven:
Ik snap niet bij c waarom de inductiespanning het hoogste is bij 18 ms, kunt u dat toelichten? Ik dacht, bij de hoogste/laagste fluxpiek, maar ik weet niet waarom ook, ik snap het sowieso niet eigenlijk.
Bij d snap ik niet hoe ze bij die 18 ms, 10x10-4 en 10x10-3 kunnen aflezen. Hoe werkt dit, waar basseren ze dit allemaal op?
Alvast heel erg bedankt.
Met vriendelijke groeten,
Mirthe van der Meijden
Reacties
Een microfoon heeft van zichzelf geen stroomsterkte. Als het microfoonmembraan door luchtdruk gaat trillen, dan beweegt de spoel zich door een magneetveld en ontstaat een fluxverandering in de spoel. Daardoor ontstaat een inductiespanning (elektronen worden naar een uiteinde van de spoel geduwd). Alleen als er een gesloten kring is (zoals bij een voorversterker) gaat er ook een stroompje lopen. Hoe groot die stroom is hangt af van de weerstand van de kring (zoals Wet van Ohm: I = U/R). Dus ja, voor de flux-verandering is het aantal windingen belangrijk maar de stroom is een gevolg, geen oorzaak.
Nee, de luchtdruk duwt de spoel richting magneet. De spoel wordt dus niet aangetrokken maar ernaar toe geduwd.
Daardoor een fluxverandering, daardoor een inductiestroom en volgens de Wet van Lenz zal de spoel een tegenveld ontwikkelen, dus ook een zuidpool.
Bij een luidspreker werkt het anders: een stroom genereert een magneetveld in de spoel en dat magneetveld stoot af of trekt aan richting vaste magneet.
Bij de grootste fluxverandering hoort de grootste inductiespanning. Fluxverandering uit zich in de grafiek door de raaklijn aan de grafiek (zoals snelheid aan een afstandsgrafiek): ΔΦ/Δt . Dus steilste raaklijn is bij het moment van grootste fluxverandering en dus grootste inductiespanning.
Die steilheid kan positief of negatief zijn, de inductiespanning ook.
Teken een raaklijn in het punt t=18ms. Neem dan de punten helemaal bovenin de grafiek waar de raaklijn de 5 x 10-4 Wb snijdt en onderaan waar -5 x 10-4 Wb wordt gesneden. De ΔΦ = 10 x 10-4 Wb.
Het bijbehorende tijdsinterval is dan 10 x 10-3 s

Dus het is zo, bij een spoel en inductiespanning met een magneet, dat er niet al stroom door de spoel gaat, maar dat die ontstaan (en dat je er alvast een kring van maakt, zodat er een inductiestroom kan gaan lopen)
Ik vroeg ik me nog wel af hoe het zat met die sinus (vraag 4a), ik denk dat u die over het hoofd heeft gezien?
En ik had nog een paar vragen over andere opgaves.
Opgave 3 van toepassen 1:

Waarom gebruiken ze hier de lengte van de koperen spoel, en niet de lengte van de windingen? Normaal moet je toch altijd de lengte van de windingen nemen? Er staat bij een toelichting dat je dit mag doen bij een lange spoel, als de lengte van de spoel veel groter is dan de diameter. Maar hoe moet ik dat zien? En waar ligt de grens? De lengte is dan toch altijd langer? Ik snap het niet.

Toepassen opdracht 6:

Ik snap deze opdracht in zijn geheel niet. Ik snap de getekende stroommeter en de werking ervan al niet, waar is de spoel, hoe draait alles, etc. En de vragen snap ik al helemaal echt niet. Ik snap er echt helemaal niks van. Kunt u deze vraag misschien toelichten, en de vragen uitwerken als dat kan?? Ik snap echt geen 1 van de deelvragen namelijk en het is wel echt belangrijk.


Alvast echt heel erg bedankt, het zou me echt heel erg helpen!
Ja en nee. Een inductieSPANNING ontstaat (zoals er ook een spanning tussen batterijpolen is) maar een stroom gaat pas lopen als er een gesloten kring is (lampje en draad tussen batterijpolen).
>het zat met die sinus (vraag 4a),
Gewoon: de effectieve oppervlakte loodrecht op het magneetveld telt (blauwe rechthoek). De hoogte van dat oppervlak gemeten vanuit het draaipunt is de tegenovergestelde rechthoekszijde CB. Dat is dan de sinus waarde x schuine zijde AB. Als je de cosinus "begrijpt" dan begrijp je de sinus ook. Kwestie van wat je als hoek afspreekt. En als "begrijpen" alleen maar "aannemen" is dan heb je het nog niet begrepen.

Dat is het zelfde. De wikkelingen van koper ZIJN de spoel. Gewikkeld om een stuk pvc of zo.
>Er staat bij een toelichting dat je dit mag doen bij een lange spoel, als de lengte van de spoel veel groter is dan de diameter. Maar hoe moet ik dat zien? En waar ligt de grens? De lengte is dan toch altijd langer?
Voor een homogeen magneetveld IN de spoel is het belangrijk dat hij (relatief) erg lang is - dus de lengte is veel groter dan de diameter. Een pijpachtig iets, geen ringachtig iets. Aan de uiteinden is het veld namelijk niet homogeen maar buigt het uit naar buiten toe.
Er is duidelijk werk aan de winkel voor je alles nog eens rustig door te lezen.
Je ziet de spoel van opzij. Dus de evenwijdige lijnen zijn de spoeldraden aan 1 kant bezien.
Ze draaien om het midden - daar waar de wijzer aan de spoel bevestigd is.
De magneetvorm is zo gemaakt dat ongeacht de stand van de spoel, de veldlijnen altijd loodrecht op het ijzeren cilindertje staan. Magneetlijnen beginnen en eindigen nergens, dus ook in het ijzer lopen ze door zoals getekend.

Door de spoel gaat dus een homogeen magneetveld. Samen met een stroom door de spoel (als stroommeter gaat alle stroom van een draadverbinding hierdoorheen) ontstaat dan een lorentzkracht die de spoel doet draaien en daarmee de meter ook. De draaiing is afhankelijk van de stroomsterkte (het magneetveld is constant) dus je kunt een schaalverdeling aanbrengen tussen uitwijking van de wijzer en de stroomsterkte door de spoel.
>Dat is het zelfde. De wikkelingen van koper ZIJN de spoel. Gewikkeld om een stuk pvc of zo
In de opdracht hebben ze het over de lengte van de spoel (dus de lengte van de wikkelingen bij elkaar, gewoon de lengte van het omgerolde draad, de spoel). Die ik 320 meter. Ze doen ook letterlijk de lengte van de spoel als je van boven naar beneden kijkt. 0,644 m is dat. En dan gebruiken ze in opdracht 3 als lengte. Maar hoezo gebruik je bij een lange, rechte spoel niet de lengte van de spoel (dus die 320 meter), maar de lengte van boven naar beneden. Ik denk ik dat niet helemaal goed heb gevraagd? Anders begrijp ik uw antwoord niet denk ik. Die 320 m en 0,644 m zijn in ieder geval niet hetzelfde.
Mvg
De 320 m is de lengte van de opgewikkelde draad. Die lengte bepaalt de weerstand van de spoel.