Vraag 13Munt krimpen
Schreef je op papier? Maak een foto van je uitwerking op papier. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Hoe pak je dit aan?
- Bedenk eerst wanneer elektromagnetische inductie optreedt en welke grootheid daarvoor moet veranderen.
- Kijk daarna naar hoe het magnetische veld in de spoel verandert, en wat dat met de flux door de munt doet.
- Lees in figuur 6 af waar de stroom door de spoel het snelst verandert.
- Schrijf het tijdstip op en leg met je redenering uit waarom juist daar de inductiestroom het grootst is.
Hier verliezen leerlingen punten
- Je schrijft alleen een tijdstip op zonder uit te leggen waarom dat tijdstip klopt.
- Je noemt het tijdstip waarop de stroom het hoogst is, maar je kijkt niet naar hoe snel de stroom verandert.
- Je legt het verband tussen de spoelstroom en de flux door de munt niet uit.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Een webshop verkoopt ‘gekrompen’ munten. Figuur 1 toont een munt voor het krimpen en een munt na het krimpen. figuur 1 Na het krimpen is de diameter van de munt kleiner geworden en de dikte van de munt toegenomen.
Om het krimpen uit te voeren, wordt de munt in een spoel geplaatst. De spoel wordt via twee aansluitpunten en een schakelaar aangesloten op een hoogspanningsbron. Zie de foto in figuur 2 en de tekening in figuur 3. figuur 2 figuur 3 Tijdens het krimpen van de munt wordt de stroom zo groot dat een gewone schakelaar zou smelten. Daarom wordt de stroomkring gesloten door twee massieve metalen bollen dicht bij elkaar te brengen. Zie figuur 4. figuur 4 In de gesloten toestand van de schakelaar is de elektrische veldsterkte tussen de bollen groot, waardoor de tussenliggende luchtmoleculen ioniseren. De lucht wordt dan geleidend en er vindt een ontlading plaats. In figuur 5 staan vier schetsen van het elektrisch veld en van de netto ladingsverdeling op de buitenkant van de bollen. figuur 5
Tijdens de ontlading loopt er een stroom I door de spoel en ontstaat er spoel binnen de spoel een magnetisch veld loodrecht op het vooraanzicht van de munt. Figuur 6 toont het ( I , t )-diagram. spoel figuur 6 figuur 7 Door elektromagnetische inductie gaan vrije elektronen langs de rand van de munt bewegen. Zie figuur 7. Dit leidt tot een elektrische stroom die we de inductiestroom noemen.
Geef aan op welk tijdstip in het ( I , t )-diagram van figuur 6 de spoel inductiestroom in de munt maximaal is. Licht je antwoord toe.