samenvatting natuurkunde hoofdstuk 8 elektromotor en dynamo

Hoofdstuk 8


§1 Introductie

een magneet heeft een noordpool en een zuidpool. De noordpool van een magneet wijst
altijd naar de noordpool, dit betekent dat de noordpool eigenlijk een magnetische zuidpool is
omdat noord en zuid elkaar aan trekken

magneten die magnetisch zijn en blijven noemen we permanente magneten

een elektro magneet bestaat uit geïsoleerd stroomdraad dat om een ijzeren kern is
gewikkeld, de elektrische stroom zorgt hierbij voor het magnetisme

in magnetiseerbare materialen zoals ijzer, nikkel en kobalt zijn de atomen zodanig verbonden
dat ze in grote groepen microscopische kleine magnetische gebiedjes vormen. In het niet
gemagnetiseerde materiaal zijn deze gebiedjes ongeordend, waardoor ze de magnetische
werking aan de buitenkant opheffen. Als je een magneet hierbij houd, gaan alle gebiedjes de
zelfde kant op wijzen waardoor het materiaal zich als een magneet gaat gedragen, zelfs
nadat de magneet enige tijd weg is, maar door de warmtebewegingen van de atomen
verdwijnt de gelijkgerichte ordening van de gebiedjes langzamerhand weer.

permanente magneten zijn legeringen vaak gemaakt uit ijzer, kobalt, nikkel en aluminium,
deze zijn erg moeilijk te magnetiseren, maar zij kunnen hun magnetisme veel langer
vasthouden. Hier is de magnetische werking het sterkst aan de uiteinden (rood = noord).

binnen een magneet lopen de veldlijnen van de zuidpool naar de noordpool. En buiten de
magneet van de noordpool naar de zuidpool. De veldlijnen snijden elkaar nooit. En een
draaibare naaldmagneet zal met zijn noord kant wijzen met de richting van de veldlijn
(raaklijn).


§2 Magnetische velden
een magnetisch veld is een ruimte waarin magnetische veldlijnen lopen. De magnetische
veldsterkte (B) meet je met een magneetveldsensor, de eenheid is tesla (T).

stroomspoel is een geïsoleerde stroomdraad die ergens omheen is gewonden, hierbij is er
binnen en buiten de spoel een magnetisch veld. Binnen de spoel zijn de veldlijnen
evenwijdig. Hier gebruik je de rechterhandregel, vingers mee met de spoel, waar de stroom
erin gaat, hier is je duim de noordpool.

een elektromagneet bestaat meestal uit een kern van weekijzer met daaromheen een
stroomspoel, als er stroom is, is de kern gemagnetiseerd en versterkt die het magneetveld
van de spoel. Je hebt een rechte stroomdraad, hierbij zijn er veldlijnen in de vorm van cirkels
loodrecht op het draad. Deze heeft geen magnetische polen. Hier is er ook een
rechterhandregel, je duim wijst in de richting van de elektrische stroom, en je gekromde
vingers geven de richting van het magnetisch veld weer.

, aan de veldlijnen kun je niet alleen de richting, maar ook de veldsterkte zien, hoe dichter de
lijnen op elkaar hoe sterker de veldsterkte. Dus bij de noord en zuid pool is de veldsterkte het
grootst. Bij een stroomdraad is de veldsterkte ook steeds lager hoe verder ze van de
stroomdraad verwijderd zijn, daarom tekenen we de veldlijnen die verder van de
stroomdraad verwijderd zijn, ook met een grotere onderlinge afstand.

een gebied heet homogeen als de veldlijnen overal evenwijdig zijn en dus de veldsterkte
overal even groot is. Dit is bijvoorbeeld zo binnen een spoel. Hier zijn de krachten van de
polen even sterk dit betekent dat er alleen draaiing plaatsvindt.


een gebied kan ook inhomogeen heten dit is wanneer de magnetische veldsterkte niet overal
even groot is, bij bijvoorbeeld een staafmagneet. De aantrekkende kracht op het uiteinde van
een kompasnaald dat dichter bij de pool van de staafmagneet is, is groter dan de afstotende
kracht op het uiteinde dat verder weg is. Hierdoor is de kompasnaald gericht en wordt hij
aangetrokken.

§3 Lorentzkracht
in een elektromotor bestaat de wisselwerking tussen elektrische stroom en magneetveld uit
een elektromagnetische kracht, de lorentzkracht. Deze kracht staat altijd loodrecht op de
richting van de elektrische stroom en op de richting van de magnetische veldlijnen.

de richting van de lorentzkracht kun je wederom weer bepalen met de rechterhand regel:
duim in de richting van de elektrische stroom, en je gestrekte vingers in de richting van het
magneetveld, hierbij komt uit de palm van je hand de lorentzkracht.

elk stroomdraad heeft een magneetveld en door middel van de lorentzkracht, voelt de
andere stroomdraad dit ook.

in tekeningen worden de 3 pijlen als volgt getekend: 1 omhoog of naar beneden, 1 naar links
of naar rechts en 1 die het papier in gaat en eruit komt. Die laatste kracht wordt meestal
weergeven door als ie het papier uit komt alleemaal rondjes met stippen erin te tekenen,
gaat de kracht juist in het papier dan worden er kruisjes getekend.