Vraag 5Mechanische doping
Uitwerkbijlage
Print de uitwerkbijlageDeze vraag beantwoord je op de uitwerkbijlage. Print hem en vul hem in, of neem de figuur over op papier. Stuur daarna een foto van wat je hebt ingevuld.
Schreef je op papier? Maak een foto van de ingevulde uitwerkbijlage. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Hoe pak je dit aan?
- Bij figuur 5 bekijk je eerst welke pool van elke elektromagneet noord is en welke zuid.
- Daarna denk je na over de kant waarheen veldlijnen buiten een magneet lopen, per punt A, B en C.
- Bij spoel L kijk je naar de bewegingsrichting en welk magneetveld de spoel dan moet opwekken.
- Teken de stroomrichting zo dat hij past bij het veld dat je bij punt C hebt gevonden.
Hier verliezen leerlingen punten
- Je tekent de pijlen wel bij A, B en C, maar vergeet de pijlpunt aan het eind van de veldlijn.
- Je controleert de stroomrichting niet met de richting die je bij punt C hebt getekend, waardoor die niet klopt.
- Je houdt bij spoel L alleen rekening met de magneet die naast de spoel staat, en niet met de beweging van het wiel.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Begin 2016 werd in de wielrennerij ‘mechanische doping’ ontdekt: in het frame van een racefiets zaten een elektromotortje en een accu verborgen. Zie figuur 1. figuur 1 elektromotor schakelaartje trapas Het motortje is via tandwielen met de trapas verbonden. Het kan aangezet worden met een schakelaartje aan het stuur. Het elektromotortje moet minstens figuur 2 een half uur lang een vermogen Accu van 250 W leveren. Spanning per cel ( V ) 3,6-3,7 Stel dat het rendement van het elektromotortje 80% is. Energiedichtheid ( Wh kg − 1 ) 190 In figuur 2 staat een tabel met 3 − 3 Dichtheid ( 10 kg m ) 3,0 gegevens van de accu.
Om erachter te komen figuur 3 wie gebruikmaakt van deze mechanische doping maakt men tijdens de race met een thermografische camera een opname. Zie figuur 3. Daarin is bij de pijl te zien dat in het frame iets zit dat net zo warm is als de kuiten van de wielrenner.
Een andere manier om sneller vooruit te komen is met behulp van elektromagneten. In de velg van een kunststof achterwiel zijn 24 elektromagneten weggewerkt. Zie figuur 4. figuur 4 De elektromagneten staan in serie en zijn aangesloten op de batterij in de velg, die een spanning van 1,5 V levert . De batterij heeft een capaciteit van 2,3 Ah . (Dit houdt in dat de volledig opgeladen batterij gedurende 1,0 uur een stroom van 2,3 A kan leveren, of gedurende 2,0 uur een stroom van 1,15 A , enzovoort.) De elektromagneten bestaan uit koperdraad met een diameter van 0,50 mm . In elke elektromagneet is 3,0 m koperdraad gebruikt.
In de buizen van het frame (zie figuur 4) zijn de spoelen K en L verborgen. Spoel K vangt het magneetveld op van de elektromagneten. Op grond van het signaal van spoel K zorgt het computertje ervoor dat spoel L iedere keer op het juiste moment een stroomstoot krijgt, zodat de elektromagneet in de velg bij spoel L een zetje krijgt.
In figuur 5 staan twee elektromagneten uit de velg samen met spoel L afgebeeld met de veldlijnen van de elektromagneten. De pijl rechts geeft de bewegingsrichting van de spoelen in het wiel aan. Figuur 5 staat ook op de uitwerkbijlage. figuur 5 N Z A spoel L bewegings-richting C B N Z
Voer de volgende opdrachten uit: − Geef in de figuur op de uitwerkbijlage in de punten A , B en C met een pijl de richting van de magnetische veldlijnen aan. − Geef in de figuur op de uitwerkbijlage met een pijl de stroomrichting in spoel L aan.