| Elektromagnetische Wervelstromingen |
 |
 |
Datum:
April 2010
Principe:
Eenvoudig experiment om het effect van
elektromagnetische wervelstromingen aan te tonen.
Materiaal:
- Aluminium "lat"
- Neodynium magneet (groot)
- Moer
|
- Koperen buis (ca. 10 cm lengte)
- Neodynium magneet (klein)
- Zaklampje
- Statief met klem
- Metaalzaag
|
Uitvoering:
Experiment 1:
- Plaats de aluminium lat onder een hoek
- Plaats de magneet aan de top van de
aluminium lat en laat los.
- Observeer
- Herhaal dit met de moer
Experiment 2:
- Neem de koperen buis en zaag hem over
de lengterichting door aan een kant (op deze manier maken we een
kijkgleuf)
- Zet de buis rechtop en plaats, m.b.v.
het statief, de zaklamp erboven zodat het licht in de buis valt.
- Laat de magneet in de buis vallen.
|
Resultaten:
Discussie en conclusie:
Als de magneet langs het aluminium glijdt of
door de buis valt wordt het metaal blootgesteld aan een veranderend magnetisch
veld. Het magnetische veld dwingt de elektronen in het (elektriciteit geleidend)
metaal in een cirkelachtige baan, wervelstromen of ook wel Eddy currents
genoemd. Deze wervelstromen hebben hun eigen magnetische veld dat tegengesteld
is aan het veld van de magneet. Doordat de magneetvelden elkaar tegenwerken valt
de magneet langzamer dan een niet-magnetisch object.
Opmerkingen:
- Zoektermen: Wervelstromen, Eddy current, Foucaultstromen, Foucaultse stromen,
Wet van Lentz
Literatuur:
-
R.J. Flink; "Electriciteitsleer"; Nijgh & Van
Ditmar; 1992; ISBN 9023606736; p. 168-171.
-
Kenneth D. Hahn, Erik M. Johnson, Allen Brokken,
Steven Baldwin; 'Eddy current damping of a magnet moving through a pipe';
American Journal of Physics; 66 12 1998; 1066-1076.
-
R.C. Nicklin, Andrew Graham, Robert Miller; 'Lenz's
Law Demonstration for a Large Class'; The Physics Teacher; 35
Januari 1997; p. 46,47.
-
Charles A. Sawicki; 'A Dyamic Demonstration of
Lenz's Law'; The Physics Teacher; 35 Januari 1997; p.
47-49.
-
Thomas D. Rossing; 'Eddy Currents and Magnetic
Friction'; The Physics Teacher; 35 March 1997; p. 133.
-
Dragia T. Ivanov; 'Another Way to Demonstrate
Lenz's Law'; The Physics Teacher; 38 Januari 2000; p.
48,49.
-
Howard Brand; 'Action-Reaction at a Distance';
The Physics Teacher; 40 March 2002; p. 136,137.
-
Christopher Chiaverina; 'More Rolling Magnets';
The Physics Teacher; 43 April 2005; p. 248.
-
Thomas D. Rossing, John R. Hull; 'Magnetic
Levitation'; The Physics Teacher; 29 December 1991; p.
522-563.
Relevante websites:
Achtergrondinformatie:
Van dit effect maakt men o.a.
gebruik van in inductie kookplaten en bij het verwijderen van metaaldeeltjes uit
afvalstromen.
Wervelstromen treden vaak op in
transformatoren met als gevolg verlies van vermogen. Om dit tegen te gaan maakt
men de transformatoren van dunne plaatjes metaal die aan elkaar gelijmd worden
i.p.v. een blok metaal uit een stuk. Op deze manier kunnen de wervelstromen
alleen plaatsvinden in de dunne plaatjes metaal hetgeen dit effect
minimaliseert.
Ze worden ook gebruikt om
ongewenste oscillaties tegen te gaan in b.v. mechanische balansen.
30-05-2010