Extra College; Technieken, Instrumenten en Concepten

Vergelijkbare documenten
Hoofdstuk 29 Electromagnetische Inductie en de wet van Faraday. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Tentamen Fysica: Elektriciteit en Magnetisme (MNW en SBI)

-Zoek de eventuele benodigde gegevens op in het tabellenboek. -De moeilijkere opgaven hebben een rood opgavenummer.

Hoofdstuk 13 Magnetische velden. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Hoofdstuk 27 Magnetisme. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

NATUURKUNDE 8 29/04/2011 KLAS 5 INHAALPROEFWERK HOOFDSTUK

8 College 08/12: Magnetische velden, Wet van Ampere

Newton - HAVO. Elektromagnetisme. Samenvatting

Hoofdstuk 6: Elektromagnetisme

Elektro-magnetisme Q B Q A

Mkv Magnetisme. Vraag 1 Twee lange, rechte stroomvoerende geleiders zijn opgehangen in hetzelfde verticale vlak, op een afstand d van elkaar.

Tentamen Fysica: Elektriciteit en Magnetisme (MNW)

TENTAMEN ELEKTROMAGNETISME (3D020)

Voorbereiding toelatingsexamen arts/tandarts. Fysica: Elektromagnetisme. 4 november Brenda Casteleyn, PhD

1. Langere vraag over de theorie

oefen vt vwo5 h6 Elektromagnetisme Opgaven en uitwerkingen vind je op Oefen vt vwo5 h6 Elektromagnetisme Opgave 1.

Opgave 1. Voor de grootte van de magnetische veldsterkte in de spoel geldt: = l

1.3 Transformator Werking van een dynamo

HOOFDSTUK 1: Fysische grondslagen van de elektrotechniek

Deeltoets II E&M & juni 2016 Velden en elektromagnetisme

Opgave: Deeltjesversnellers

Vak: Elektromagnetisme ELK Docent: ir. P.den Ouden nov 2005

Repetitie magnetisme voor 3HAVO (opgavenblad met waar/niet waar vragen)

NATUURKUNDE KLAS 5. PROEFWERK H8 JUNI 2010 Gebruik eigen rekenmachine en BINAS toegestaan. Totaal 29 p

TENTAMEN ELEKTROMAGNETISME (3D020)

I A (papier in) 10cm 10 cm X

Een radiotoestel met bakelieten behuizing (zie figuur 11). Bakeliet kent talloze toepassingen, zoals:

Deze toets bestaat uit 3 opgaven (34 punten). Gebruik eigen grafische rekenmachine en BINAS toegestaan. Veel succes!

Langere vraag over de theorie

7 Elektriciteit en magnetisme.

Theorie Stroomtransformatoren. Tjepco Vrieswijk Hamermolen Ugchelen, 22 november 2011

Hoofdstuk 25 Elektrische stroom en weerstand

1. Langere vraag over de theorie

TENTAMEN ELEKTROMAGNETISME (8N010)

Eindronde Natuurkunde Olympiade 2015 theorietoets deel 1

3.1 Magneten en elektromagneten

Inleiding Elektromagnetisme en het gebruik

Opgave 1 a Zie figuur 7.1. De veldlijnen zijn getekend als stippen en komen dus uit het vlak van tekening.

1 Overzicht theorievragen

VWO. Magnetische velden

Schriftelijk examen: theorie en oefeningen Fysica: elektromagnetisme

Tentamen. Elektriciteit en Magnetisme 1. Woensdag 20 juni :00-12:00. Leg je collegekaart aan de rechterkant van de tafel.

We willen dat de magnetische inductie in het punt K gelijk aan rul zou worden. Daartoe moet men door de draad AB een stroom sturen die gelijk is aan

Hoofdstuk 23 Electrische Potentiaal. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

b. Bereken de vervangingsweerstand RV. c. Bereken de stroomsterkte door de apparaten.

Schriftelijk examen 2e Ba Biologie Fysica: elektromagnetisme

TENTAMEN ELEKTROMAGNETISME

TENTAMEN ELEKTROMAGNETISME (8N010)

Hoofdstuk 12 Elektrische velden. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

. Vermeld je naam op elke pagina.

Opgave 3 Staafmagneten, hoefijzermagneten, naaldmagneten en schijfmagneten.

Tentamen Natuurkunde I Herkansing uur uur donderdag 7 juli 2005 Docent Drs.J.B. Vrijdaghs

Basic Creative Engineering Skills

7 College 01/12: Electrische velden, Wet van Gauss

Chapter 28 Bronnen van Magnetische Velden. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Langere vraag over de theorie

TENTAMEN ELEKTROMAGNETISME (3D020)

Natuurkunde HAVO & VHBO. Maandag 22 mei uur. vragen

OOFDSTUK 8 9/1/2009. Deze toets bestaat uit 3 opgaven (31 punten). Gebruik eigen grafische rekenmachine en BINAS toegestaan. Veel succes!

Uitwerkingen opgaven hoofdstuk Het magnetisch veld

Magnetisme. Hoofdstuk Inleiding. Doelstellingen

Begripsvragen: Elektrisch veld

Magnetische toepassingen in de motorvoertuigentechniek (2)

Deze Informatie is gratis en mag op geen enkele wijze tegen betaling aangeboden worden. Vraag 1

1. Opwekken van een sinusoïdale wisselspanning.

5.1 Opwekking van elektrische energie

Vragenlijst MAGNETISME. Universiteit Twente Faculteit Gedragswetenschappen

MAGNETISME. 1 Magneten 2 Magnetische veldlijnen 3 Elektromagneten 4 Inductiespanning 5 Inductiestroom 6 Transformatoren

Begripsvragen: Magnetisch veld

Theory DutchBE (Belgium) De grote hadronen botsingsmachine (LHC) (10 punten)

NATIONALE NATUURKUNDE OLYMPIADE. Tweede ronde - theorie toets. 21 juni beschikbare tijd : 2 x 2 uur

Opgave 3 Staafmagneten, hoefijzermagneten, naaldmagneten en schijfmagneten.

Magnetische toepassingen in de motorvoertuigentechniek (3)

TENTAMEN ELEKTROMAGNETISME (8N010)

formules havo natuurkunde

Hoofdstuk 22 De Wet van Gauss

Oplossing examenoefening 2 :

Schriftelijk examen: theorie en oefeningen Fysica: elektromagnetisme

Fysica: Electriciteit en Magnetisme

-0,20,0 0,5 1,0 1,5 0,4 0,2. v in m/s -0,4-0,6

TWEEDE RONDE NATUURKUNDE OLYMPIADE 2018 TOETS 1

Oefeningenexamen Fysica 2 1ste zit

MAGNETISME. 1 Magneten 2 Magnetische veldlijnen 3 Elektromagneten 4 Inductiespanning 5 Inductiestroom 6 Transformatoren 7 Zelfinductie van een spoel

Eindexamen natuurkunde pilot vwo II

Geleider: (metaal) hierin kunnen elektronen bewegen, omdat de buitenste elektronen maar zwak aangetrokken worden tot de kern (vrije elektronen)

TENTAMEN ELEKTROMAGNETISME (8N010)

Uitwerking examen Natuurkunde1,2 HAVO 2007 (1 e tijdvak)

3.3.2 Moment op een rechthoekige winding in een magnetisch. veld... 10

Eindexamen natuurkunde 1-2 havo 2000-I

Langere vraag over de theorie

Elektrische stroomnetwerken

Eindexamen natuurkunde 1-2 havo 2005-II

Opgave 5 Een verwarmingselement heeft een weerstand van 14,0 Ω en is opgenomen in de schakeling van figuur 3.

Schriftelijk examen: theorie en oefeningen Fysica: elektromagnetisme

Schriftelijk examen: theorie en oefeningen Fysica: elektromagnetisme

Schriftelijk examen Fysica: Elektromagnetisme 2e Ba Chemie, Biologie, Geografie, Bio-ir en Ir-arch

ZX ronde van 10 april 2011

TWEEDE RONDE NATUURKUNDE OLYMPIADE 2014 TOETS APRIL uur

Samenvatting Natuurkunde Hoofdstuk 4

Transcriptie:

Extra College; Technieken, Instrumenten en Concepten Lorentzkracht: Massa spectrometer Inductie en Generatoren Transformatoren

Massa Spectrometer (Bainbridge-type) Eerste zone: snelheidsselectie Tweede zone: Afbuiging in B-veld; Massaselectie Dus Selectie Massa evenredig met straal

Massa Spectrometer (met versnelzone) Proton (m=m p ), deuteron (m=2m p, Q=e), alfa deeltje (m=4m p, Q=2e) worden versneld door potentiaal verschil en komen dan in een uniform magneetveld B, waar ze een cirkelbeweging gaan beschrijven. Bepaal de straal. Gebruik energiebalans: E i =E f + ++ (aarde) dus Centripetaalkracht in B-veld dus

Lorentzkracht op geladen deeltje Deeltjes spiraliseren rond magneetveldlijnen

Opgave: Bewegend deeltje in B-veld Een geladen deeltje, proton, komt het aardmagnetisch veld binnen vliegen met een snelheid v, onder een hoek van 45 o met de magnetische veldlijnen op dat punt. Neem B = 0.5 G = 0.5 10-4 T, lading = 1.6 x 10-19 C, massa deeltje = 1.7 x 10-27 kg, v= 0.5 x 10 7 m/s. a. Welke beweging gaat het deeltje uitvoeren? b. Met welke straal? c. Welke arbeid verricht het B-veld? a. Een spiraalbeweging: De component van de snelheid loodrecht B-veld geeft een cirkelbeweging, component parallel geeft een voorwaartse snelheid. c. Arbeid door B-veld is 0, want kracht staat loodrecht op beweging. ergelijk: Arbeid verricht door aarde op satelliet in cirkelbaan

EMF geinduceerd in een bewegende geleider erandering van magnetische flux: dφ dt B emf = = BdA dt (note: In het boek wordt teken weggelaten) Toename oppervlak da = lvdt emf = Blv Dus stroom: I = R emf ind = Blv R

EMF geinduceerd in een bewegende geleider erandering van magnetische flux: Welke kant gaat de stroom op? 1. Lorentzkracht Kracht op +q lading F = qv x B of F = Il x B 2. Wet van Lenz Flux uit vlak neemt toe Produceer B-veld dat vlak in gaat

Kracht op een bewegende geleider Lorentzkracht op elektronen: Ze worden naar boven gestuwd als staaf naar rechts wordt getrokken. Lorentzkracht zorgt voor stroom. Kracht op staaf: F = IlB = Blv R lb Dus ermogen uitgeoefend (door kracht; NB niet Lorentzkracht) 2 2 2 B l v P ext = Fv = R ermogen gedissipeerd (in weerstand) 2 2 2 2 Blv B l v P R = I R = R = R R 2

Electrische Generator/Dynamo Een generator is het tegenovergestelde van een motor het transformeert mechanische energie in elektrische energie. Dit is een ac generator: De as wordt geroteerd door een externe kracht zoals vallend water of stoom (of fiets!). De borstels zijn in constant electrisch contact met de slip ringen.

Stroomrichting? emf dφ dt I: bij a erin, b eruit Electrische Generator B = of F = qv B

Electrische Generators Als de lus roteert met een constante hoeksnelheid ω, dan is de geinduceerde emf een sinus: oor een spoel met N lussen, Dus in een generator wordt mechanische energie omgezet in electrische Een elektro-motor doet het omgekeerde

Transformatoren en ermogensoverdracht Trafo: instrument op AC spanning te verhogen of te verlagen Dit is een step-up transformator de emf in de secondaire spoel is groter dan de emf in de primaire spoel. Fysische vooronderstelling: De ijzerkern zorgt voor een B-veld links en rechts gelijk Wisselstroom, dus tekens niet van belang (even)

Transformatoren en ermogensoverdracht Dit geeft de transformator ratio: Wisselspanning op input zorgt voor wisselstroom in input circuit. Dat zorgt voor B-veld en een flux. Als de spanning en flux afnemen wordt een flux geinduceerd die aanleiding geeft tot een inductiespanning (Faraday): P = dφ dt Diezelfde flux geeft ook een EMF-spanning uit secundaire spoel, vanwege de fluxverandering: S = p N N S p N p S B = N S dφ dt B

Transformatoren en ermogensoverdracht Energie blijft behouden; dus, in de afwezigheid van verliezen, is de ratio van de stromen de inverse van de ratio van de windingen (P=I is constant): Transformatoren werken alleen als de stroom verandert; dit is een van de redenen waarom elektriciteit wordt getransporteerd als wisselstroom. Goede trafo: Niet veel hysterese Niet te veel weerstands (verlies)

Waarom Hoogspanning? Transformatoren en ermogensoverdracht Gemiddeld 120 kw aan elektrisch vermogen wordt van een centrale naar een klein stadje 10 km verderop verzonden. De spanningskabels hebben een totale weerstand van 0.40 Ω (en dat is weinig!). Bereken de vermogensverliezen als het vermogen wordt verzonden op (a) 240 en (b) 24,000.

Transformatoren en ermogensoverdracht Bereken eerst stroom (mogelijk spanningsval: constant) I = P 120 kw en 240, dus: I = 500 A Warmtedissipatie in stroomdraad 2 P loss I R Dus 80% verlies door dissipatie = = 100 kw Bereken: voor =24 k slechts 10 W verlies

Eddy stromen - Werken tegen draaibeweging - Dissiperen vermogen