Inloggen

Toepassingen Lorentzkracht

Een belangrijke toepassing van de Lorentzkracht is in een elektromotor. Door een spoel of een draadraam zo in een magneetveld te positioneren dat de Lorentzkracht het draadraam of de spoel probeert te draaien kan een motor gemaakt worden. In deze videoles uitleg hierover en over andere toepassingen.



Voor het afspelen van de videoles 'Toepassingen Lorentzkracht' moet je ingelogd zijn
Nieuwsgierig? Kijk een demoles:
Voorvoegsels / Harmonische trilling / ElektronVolt

Voorkennis

Lorentzkracht, magnetisch veld, stroom, elektrische lading

Moet ik dit kennen?

De stof in videoles "Toepassingen Lorentzkracht" hoort bij:

HAVO:       geen examenstof
VWO: : Centraal examen (CE)

(In het oude examenprogramma: HAVO:SE VWO:CE)

Test jezelf - "Toepassingen Lorentzkracht"

Maak onderstaande meerkeuzevragen, klik op 'nakijken' en je weet meteen de uitslag. Als je één of meer vragen fout hebt moet je de videoles nog maar eens bekijken.
Vraag 1
Vraag 2
Vraag 3
Voor een deeltje gevangen in een cirkelbaan in een magneetveld geldt …

Om een bewegend geladen deeltje in een cirkelbaan te 'vangen' in een magneetveld moeten het magneetveld en de snelheid …

In een elektromotor zitten altijd …

Fmpz=0
Fmpz=Florentz
Florentz=0
loodrecht staan
parallel lopen
tegengesteld zijn
gloeidraden
batterijen
magneten


Extra oefenmateriaal?

Oefenopgaven over het onderdeel elektrische & magnetische velden vind je in:
FotonElektromagnetismeVWO.pdf

Vraag over "Toepassingen Lorentzkracht"?


    Hou mijn naam verborgen

Eerder gestelde vragen | Toepassingen Lorentzkracht

Thomas Rous vroeg op maandag 30 apr 2018 om 14:15
Beste Erik,

Kan een elektromotor niet ook beredeneerd worden via fluxverandering en inductie en dergelijke? Want er is sprake van fluxverandering toch?

Ik hoor het graag van u!

Erik van Munster reageerde op maandag 30 apr 2018 om 15:17
Zeker. Als je aan een elektromotor draait, krijg je inderdaad een fluxverandering en als gevolg hiervan een inductiespanning. Je kunt dus met een elektromotor een inductiespanning opwekken en een elektromotor kun je dus heel goed als dynamo gebruiken.

Maar als je een elektromotor gebruikt waarvoor hij bedoelt is doe je dit juist niet. In plaats dat je hem gebruikt om stroom op te wekken stuur je er juist stroom doorheen waardoor de motor gaat bewegen.


Op zondag 29 apr 2018 om 19:47 is de volgende vraag gesteld
Hey Erik, is de wet van Lenz ook geen examenstof meer in het ccvx examen? Het staat niet in hun document maar kan ik er dan vanuit gaan dat ik alleen de begrippen en formules moet kennen die zij in dat document hebben gestopt?

Erik van Munster reageerde op zondag 29 apr 2018 om 19:57
Als het niet bij de stof staat betekent dit dat je de wet van Lenz niet hoeft te kennen. Als je toch een vraag krijgt waarbij je de wet van Lenz nodig hebt zal er dus in de opgave uitleg bij staan zodat je de opgave kunt maken.


Op vrijdag 7 apr 2017 om 16:01 is de volgende vraag gesteld
Wanneer er een magneet in een spoel is, en die uit de spoel wordt bewogen, hoe weet je dan in welke richting de stroom in de spoel gaat lopen?

Erik van Munster reageerde op vrijdag 7 apr 2017 om 16:40
Dat kun je bepalen met de "Wet van Lenz". Dit is geen officiële examenstof meer en hoef je dus niet te kunnen. Mocht je het willen weten: In de videoles over de wet van Lenz onder het kopje "Inductiespanning & Flux" leg ik uit.


Marrit van der Zijden vroeg op zondag 6 mrt 2016 om 11:34
Hallo Erik,

Een paar jaar geleden heb ik ooit een armband in een auto in de zon laten liggen. Deze is toen blijkbaar zo heet geworden dat de magneet in de sluiting zijn sterkte verloor.
Nu heb ik naar aanleiding hiervan een vraag:
Als een elektromotor oververhit raakt door bijvoorbeeld de wrijvingswarmte van draaiende delen of omdat deze in de zon ligt gaat deze kapot, heeft dit te maken met de stroomdraden die doorbranden of kan het ook zijn dat de magneten te heet worden en hierdoor hun kracht verliezen?

Erik van Munster reageerde op zondag 6 mrt 2016 om 16:59
Dag Marrit,

Magneten kunnen inderdaad zwakker worden als de temperatuur boven een bepaalde temperatuur komt (de "Curie-temperatuur"). Misschien is de magneet in je armband eventjes heel erg heet geweest?

De magneten in een elektromotor worden niet zo heet dat ze hierdoor hun kracht verliezen. Ze worden wel zwakker in de loop der tijd maar dit gaat heel geleidelijk en duurt het jaren voordat je er iets van merkt.

Als een elektromotor kapot gaat heeft dit vrijwel altijd een andere reden. Inderdaad kunnen de draadjes in de spoel (die heel dun zijn) doorbranden, of door wrijvingwarmte kan de ophanging van draaiende delen vervormen.


Mohamed Daoud vroeg op zaterdag 13 feb 2016 om 16:52
Hallo Erik,

Als je de stroom uitschakelt dan kan de spoel bij de elektromotor tot stilstand komen. Als je daarna de stroom opnieuw inschakelt, gaat de motor as niet draaien. Ik snap niet hoe je dit probleem kan oplossen als je 2 spoelen om de cilinder wikkelt. Zou u dit kunnen uitleggen?

De filmpjes zijn geweldig trouwens en bedankt voor uw hulp!

Erik van Munster reageerde op zaterdag 13 feb 2016 om 20:39
Dag Mohamed,

Is wel lastig uit te leggen want je hebt hier eigenlijk een plaatje bij nodig, maar ik zal een poging wagen.

In een elektromotor ondervindt de spoel een draaikracht als er stroom doorloopt maar tijdens een omwenteling is de draaikracht op bepaalde momenten heel eventjes nul. Normaal gesproken geen probleem omdat de motor al vaart heeft en gewoon doordraait over dit dode punt heen.

Maar als stroom stopt op een moment waarbij de spoel precies op dit dode punt stil komt te hangen zal de motor niet uit zichzelf weer gaan draaien als de stroom weer wordt ingeschakeld. Hij heeft een zetje nodig om weer aan de gang te komen.

Door twee motoren te combineren kun je een motor maken waarbij geen dode punten tijdens de omwenteling meer bestaan. Als de ene spoel op een dood punt zit zit de andere spoel juist op een punt waarbij de draaikracht maximaal is.

Hoop dat je hier iets verder mee komt.


Beyza Sevinc vroeg op zaterdag 1 feb 2014 om 18:20
Hoi Erik,

Ik had een vraag over de collector.
Ik weet alleen dat dit voorwerp ervoor zorgt dat de stroom in het draadraam steeds verandert zodat het draadraam blijft draaien.

Mijn vraag is hoe deze collector nou precies werkt en wat die koolborstels doen? Ik hoop dat u mij hierbij kan helpen.

Ik wilde ook even laten weten dat ik een grote fan van u ben, door u snap ik natuurkunde veel en veel beter!

Erik van Munster reageerde op zondag 2 feb 2014 om 15:03
Dag Beyza,

In deze videoles zie je een draadraampje wat tussen twee magneten hangt. Door dit draadraam loopt een stroom: Aan de rechterkant loopt de stroom erin en aan de linkerkant er weer uit. Op zich heel logisch alleen hoe sluit je de stroombron nou aan? Je kunt natuurlijk gewoon de stroomdraadjes vastmaken aan het draadraam alleen na verloop van tijd zullen de draadjes in de knoop raken omdat het draadraam rondjes gaat draaien.

De oplossing die hiervoor gevonden is om de draadjes niet echt vast te maken maar om ze los tegen een metalen onderdeel wat aan het draadraam vastzit te laten hangen zodanig dat er wel contact is en blijft maar dat het draadraam wel vrij kan draaien.

In de praktijk gebeurt dit met koolborstels: Stukje geleidend materiaal (koolstof) die wel geleiden maar weinig wrijving geeft. Dit wordt ook wel een collector genoemd. Vaak wordt ook nog tijdens het draaien de stroomrichting omgedraaid met de collector. Dit wordt ee

Erik van Munster reageerde op zondag 2 feb 2014 om 15:05
(vervolg)

... Dit wordt een commutator genoemd.

Met is misschien makkelijker om het te bekijken:

http://www.walter-fendt.de/ph14nl/electricmotor_nl.htm

(De vierkante blokjes die tegen de draaiende schijf drukken zijn de koolborstels)

PS: Fijn te horen dat de videolessen bevallen: Ik ben blij dat ik je kan helpen :)


Mariam Tsagikian vroeg op vrijdag 8 nov 2013 om 00:59
Geachte meneer Erik,

Ik vroeg me af wanneer je nou die Fmpz=Florentz moet gebruiken aangezien ik die nog niet eerder voorbij heb zien komen in mijn boek. Staat die formule eventueel ook in Binas?

Verder vroeg ik me af waar de commutator nou voor dient in de elektromotor. En waarom moeten statorspoelen tegenovergestelde magneetpolen zijn? Vindt er anders geen beweging plaats?



Met vriendelijke groet,

Mariam

Erik van Munster reageerde op vrijdag 8 nov 2013 om 12:47
Je eerste vraag: Over middelpuntzoekende kracht (Fmpz) is een aparte videoles die bij "cirkelbeweging" staat. De formules voor Florentz en Fmpz staan apart van elkaar wel in BINAS hoor. Florentz=Fmpz geldt alleen als een geladen deeltje in een magneetveld komt.

Erik van Munster reageerde op vrijdag 8 nov 2013 om 12:53
Over je tweede vraag: in de videoles zie je hoe een draadraam of spoel gaat draaien als er een stroom gaat lopen. Het draadraam draait dan tot het magneetveld dat door de stroom opgewekt wordt dezelfde richting heeft als het externe magneetveld. Als dit zo is zou er geen kracht meer werken. De commutator keert de stroom om zodat het draadraam weer verder draait enz...


Tim van Hoorn vroeg op woensdag 5 jun 2013 om 16:12
Hallo Erik,
Ik vraag me af hoe dit principe werkt in een draaispoelmeter? Kunt u hier mij hierbij helpen?

Gr Tim

Erik van Munster reageerde op woensdag 5 jun 2013 om 17:49
Is altijd lastig om dingen die eigenlijk 3D zijn uit te leggen maar ik zal een poging wagen:

Stel je een vierkant draadraam voor plat op het vlak van het papier. Door dit vierkante draadraam loopt een stroom I in de richting van de klok.

Over het papier loopt van links naar rechts een magneetveld B.

Als je met je linkerhand nagaat hoe de Lorentzkracht loopt voor elk van de 4 zijden dan vind je:

Linkerzijde: Van je af
Rechterzijde: Naar je toe
Boven- en onderzijde: Geen lorentzkracht want I en B zijn parallel.

Het draadraam draait dus uit het vlak van het papier. De linkerkant komt uit het papier omhoog, de rechterkant gaat juist het papier in.

Aan dit draaiende draadraam zit een wijzertje vast. Hoe sterker de stroom I hoe groter de kracht waarmee het draadraam gedraaid wordt en hoe groter de uitslag van het wijzertje.

In het echt is het draadraam niet een draadraam

Erik van Munster reageerde op woensdag 5 jun 2013 om 17:51
(vervolg) In het echt is het draadraam niet een draadraam maar een heleboel wikkelingen en is het geen vierkant maar een ronde spoel. Aan de spoel zit ook nog een veer vast die ervoor zorgt dat het draadraam niet te ver draait. Het magneetveld wordt gemaakt door twee magneetjes die aan weerzijde van de spoel zitten.