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.
FAQ
14 5919
0:00 Start
0:14 Vangen van deeltje
1:47 Florentz = Fmpz
2:46 Elektromotor
5:35 Samenvatting

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 2024 (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 videoles "Toepassingen Lorentzkracht"?


    Hou mijn naam verborgen

Eerder gestelde vragen | Toepassingen Lorentzkracht

Op vrijdag 5 nov 2021 om 20:45 is de volgende vraag gesteld
Beste Erik,

Kan het magnetisch veld dat ontstaat agv een stroomdraad of spoel een Lorentzkracht uitoefenen op deze stroomdraad/spoel? En wat gebeurt er wanneer er een bestaand magnetisch veld is, met hierbinnen een stroomdraad/spoel waaromheen/waarbinnen een ander magnetisch veld ontstaat? Omdat magnetische veldlijnen elkaar niet kruizen kan ik me niet voorstellen hoe dit eruit ziet. Alvast bedankt!

Erik van Munster reageerde op vrijdag 5 nov 2021 om 21:07
Nee, het magneetveld dat rond een stroomdraad loopt heeft geen invloed op de stroomdraad zelf. Dit komt omdat de veldlijnen rondom de stroomdraad lopen en de draad nergens loodrecht kruizen. Er werkt dus geen lorentzkracht op de draad.

Op zaterdag 6 nov 2021 om 15:52 is de volgende reactie gegeven
Bedankt! Wat gebeurt er wanneer een stroomdraad in een bestaand magnetisch veld ligt, en hier stroom doorheen loopt, waardoor er een 'extra' magnetisch veld ontstaat? Deze magnetische velden hebben verschillende richtingen maar veldlijnen mogen elkaar nooit kruizen, dus hoe ziet dit eruit?

Erik van Munster reageerde op zaterdag 6 nov 2021 om 17:01
Het is niet zo dat veldlijnen elkaar niet “mogen kruisen”. Ze kruisen elkaar nooit omdat als je twee velden met kruisende lijnen bij elkaar optelt het resultaat een samengesteld veld is waarbij de lijnen elkaar niet kruizen.

Erik van Munster reageerde op zaterdag 6 nov 2021 om 17:02
Het resultaat van een extern veld plus het veld rond een stroom is een veld waarbij op de draad zelf alleen het externe veld werkt.


Bekijk alle vragen (14)



Op zondag 7 jun 2020 om 14:21 is de volgende vraag gesteld
Hoe kan je de richting van de stroom bepalen van een stroomdraad als deze niet is gegeven? Moet je deze dan kunnen “vastgrijpen” of moet je kijken waar hij het papier in en uit gaat?

Erik van Munster reageerde op zondag 7 jun 2020 om 16:01
Als er een batterij of stroombron staat aangegeven kun je de stroomrichting vinden door te kijken naar de plus- en minpool van de batterij.

Als in de opgave de richting van B en Florentz staan gegeven kun je met de linkerhandregel de richting van I vinden.


Op woensdag 18 mrt 2020 om 14:47 is de volgende vraag gesteld
Beste Erik,

F(MPZ)= mv^2/ r. Deze formule kon ik niet vinden in Binas. Moet ik dit uit mijn hoofd leren, of kan ik hem toch ergens in Binas terugvinden?

Alvast bedankt.

Erik van Munster reageerde op woensdag 18 mrt 2020 om 16:42
Binas tabel 35-A2, laatste formule 😊


Op dinsdag 2 apr 2019 om 08:44 is de volgende vraag gesteld
Hallo Erik,
de filmpjes die je maakt zijn in mijn mening zeer goed, alleen is het jammer dat er geen versnelknop opzit. Als je de stof al redelijk beheerst en het filmpje wil kijken voor herhaling is het wel fijn als je het filmpje wat sneller door kan bekijken. Misschien een tip om de website te verbeteren?
In ieder geval bedankt!

Erik van Munster reageerde op dinsdag 2 apr 2019 om 13:27
Dank voor de tip. Zou betekenen dat ik een andere videoplayer moet gaan gebruiken. Maar het is wel iets waar meer mensen behoefte aan hebben. Ga er naar kijken. Blij te horen dat de filmpjes bevallen...


Op vrijdag 29 mrt 2019 om 13:51 is de volgende vraag gesteld
Hoi Erik, het is mij nog niet helemaal duidelijk of bij een elektromotor de stroom uit en aan wordt gezet, en daardoor de spoel rondjes blijft draaien in dezelfde richting OF dat er wisselspanning is dus dat de spoel een rondje rechtsom gaat, stroom uit en draait om en dan rondje linksom etc.
Bedankt!

Erik van Munster reageerde op vrijdag 29 mrt 2019 om 16:05
Beide niet. Bij een elektromotor die op gelijkstroom werkt (zoals in deze videoles) is de stroom steeds "aan" en in één richting. Met een speciaal mechaniekje in de motor wordt ervoor gezorgd dat de stroomrichting binnen in de spoel steeds op het juiste moment omwisselt.

Op vrijdag 29 mrt 2019 om 16:12 is de volgende reactie gegeven
Maar hoe kan het dat de stroom in één richting is, maar de stroomrichting in de spoel wel omwisselt?

Erik van Munster reageerde op vrijdag 29 mrt 2019 om 16:56
De draadjes van de spoel zitten niet direct op de batterij aangesloten maar via een commutator. Deze zorgt er voor dat de stroom op het juiste moment wisselt.


Selma Messaoudi vroeg op zaterdag 12 jan 2019 om 12:11
Beste Erik,

Ik heb een vraag; hoezo komt de stroomdraad in het filmpje bij 4:34 minuut links op je af en rechts van je af en niet omgekeerd? Als het draadraam begint in de positie links naar je toe, rechts van je af, vervolgens de lorentzkracht ervoor zorgt dat het een kwartslag draait (nu boven naar je toe, en onder van je af) en dan de stroom uitgeschakeld wordt en het draad nog een kwartslag draait, verwachte ik dat links de stroom van me af zou bewegen en rechts naar me toe.

Erik van Munster reageerde op zaterdag 12 jan 2019 om 13:18
Klopt, als het draadraam zoals dat in het begin getekend was gewoon zou doordraaien zou inderdaad de stroom andersom lopen dan in het filmpje bij 4:34.

Maar in een elektromotor wordt ervoor gezorgd dat de stroomrichting omgewisseld wordt tijdens het draaien. In een motor wordt bijgehouden in welke stand de spoel staat en precies op het juist moment schakelt de motor de stroomrichting om. Vandaar dat de stroomdraad links weer naar je toe loopt: De stroom is zojuist omgeschakeld van richting.

Selma Messaoudi reageerde op zaterdag 12 jan 2019 om 13:28
Dankuwel voor uw antwoord!


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.