Elektromagnetische inductie
Bij elektromagnetische inductie wekt een veranderend magneetveld een spanning op. Dit komt op het centraal examen terug bij spoelen, dynamo's en microfoons.
Een magneetveld kan een spanning opwekken als de flux door een spoel of draadlus verandert. De flux is het aantal veldlijnen dat door een oppervlak gaat. Bij een homogeen veld loodrecht op het oppervlak geldt Φ = B·A.
Wat telt is de verandering van de flux. Een grote flux zonder verandering geeft geen spanning. De inductiespanning is evenredig met het aantal windingen N en met de fluxverandering per seconde: U_ind = −N·ΔΦ/Δt. Het minteken laat zien dat de geïnduceerde stroom de fluxverandering tegenwerkt.
Bij een bewegende magneet in een spoel verandert de flux, omdat de magneet dichterbij of verder weg komt. Bij een draaiend draadraam in een homogeen veld verandert de flux, omdat de hoek tussen het raam en het veld steeds verandert. Een dynamo en een microfoon werken op deze manier.
Bij een vraag over een tijdstip in een diagram kijk je naar de steilheid van de grafiek. Een steile helling betekent een grote verandering per seconde, dus een grote inductiespanning of inductiestroom.
Onthoud
Inductiespanning ontstaat alleen bij een verandering van de flux.
Bij een homogeen veld loopt de flux via Φ = B·A, als het veld loodrecht op het oppervlak staat.
Met meer windingen wordt de inductiespanning evenredig groter.
Hoe sneller de flux verandert, hoe groter de inductiespanning.
Een steile helling in een diagram wijst op een grote inductiespanning.
Voorbeeld uit een echt examen
ex1
Bij welk tijdstip in figuur 6 is de inductiestroom in de munt maximaal, en waarom?
- 1
Inductie ontstaat alleen bij een veranderende flux door de munt.
Veelgemaakte fouten
Kijk bij inductie naar de verandering van de flux per seconde, niet naar de grootte van de flux.
Zoek bij een grafiek de steilste helling, niet het hoogste punt, want daar verandert de stroom het snelst.
Snel checken
Een spoel heeft 200 windingen. De flux door elke winding daalt van 0,010 Wb naar 0,000 Wb in 0,50 s. Hoe groot is de gemiddelde inductiespanning?
Een draadraam draait met een grotere snelheid in hetzelfde homogene magneetveld. Wat gebeurt er met de maximale inductiespanning?