Joomla Free Template by FatCow Hosting

Lorentz-cube vervangt linkerhandregel, pen vervangt rechterhandregel

Hoofdcategorie: Elektro Categorie: Lorentzkracht F, B en I Gepubliceerd: donderdag 18 augustus 2016

Gebruikerswaardering: 5 / 5

Ster actiefSter actiefSter actiefSter actiefSter actief
 
stroombalans

Als een draad stroom geleidt, kun je m.b.v. de linkerhand-regel bepalen wat de richting is van de Lorentzkracht. De rechterhandregel geeft het verband tussen stroom en de draairichting van het magneiisch veld. Echter: ik hou niet van de linker- en rechterhandregels! Dus ik bedenk de Lorentz-cube en de Lorentz-pen! Even knippen, printen, vouwen, knippen en plakken en NOOIT MEER VERGISSEN.

Niveau

:

Mavo 2/3/4, Havo 2/3, VWO 2/3

Doel

:

Demonstratie van

  • Lorentzkracht en linkerhandregel
  • Lorentzkracht en rechterhandregel

Nodig

:

  • 1x stroombalans
  • 1x gelijkstroom voedingsbron met regelbare stroomsterkte
  • magneten
  • snoeren

Links

:

 

Lorentz left hand cube sZie afbeelding bovenaan:

  • De richting van het magnetische veld is bekend. Het magnetische veld wordt gevormd door twee rood/witte magneten waarbij rood telkens de noordpool is.
  • De richting van de stroom is ook bekend. Nu moet het mogelijk zijn om met behulp van de linkerhandregel de richting van de Lorentzkracht te voorspellen.
  • De duim steekt omhoog. De Lorentzkracht moet dus omhoog wijzen.

Schakel nu de voedingbron aan zodat er daadwerkelijk een stroom door de draad kan stromen. En wat zie je: de draad wipt omhoog! Er ontstaat dus inderdaad een kracht omhoog!

Zet de voedingbron uit en de draad zakt weer terug. Wissel de + en de - om en zet de voeding weer aan. De stroom stroomt nu in omgekeerde richting door de draad. Om de lorentzkracht te bepalen, moet je nu je linkerhand ook omkeren. De duim zal dan naar beneden wijzen. Dus zodra je de voeding inschakeld, zal de draad naar beneden bewegen.

 

Zo´n stroombalans is niets anders dan een beugel die stroom geleidt. Door een flinke stroom door de draad te laten stromen ontstaat om de draad een magnetisch veld.

Het tweede magnetische veld wordt gevormd door twee permanente magneten. Als reactie wipt de draad omhoog. Kennelijk ontstaat er als gevolg van de twee magnetische velden een verticale kracht op de draad. Dat is de Lorentzkracht. Onze stroombalans is aangeschaft, maar een eenvoudige stroombalans kunt u makkelijk zelf maken.

Detailfoto's, reactie op Jans vraag:

stroombalans 1

stroombalans 2  stroombalans 3

 

"Worcester current balance kit" (de simpele stroombalans)

Ik noem deze stroombalans simpel omdat het met zulke eenvoudige materialen is opgebouwd.

simpele stroombalans

 

 simpele stroombalans details

simpele stroombalans UITLEG S

Op rechts zie je een verticaal latje met een elastiekje bevestigd aan een blokje zodat het latje overeind kan blijven staan. Het elastiekje breng je aan op gelijke hoogte met het rietje zodat je duidelijker kunt waarnemen wanneer het rietje in beweging komt en welke kant het op gaat. De enige functie van dit blokje/latje/elastiekje is dus als indicator voor het bewegen van het rietje.

Op deze afbeelding wordt geen lucifer in het rietje, maar een hoefijzervormig gebogen koperdraad op het rietje gebruikt als ruiter (verplaatsbaar gewicht) waarmee je het rietje in balans kunt brengen. dat werkt veel beter.

Zodra stroom door de spoel gaat, wipt het rietje omhoog of omlaag omdat de permanente magneet wordt aangetrokken of afgestoten door het magnetische veld van de spoel. Als stroombron gebruikte ik een batterij van 1,5V in serie met en weerstand van 5 ohm. Daarmee werkt deze opstelling prima. Helaas beschik ik niet over een volledig uitgewerkte practicumbeschrijving. Maar via de link in de titel kom je wellicht verder.

 

Hieronder zie je een modernere versie van dit experiment.

 

fbi lorentzkracht vuistregelfbi lorentzkracht vuistregel 2PAS OP:

Er worden in de natuurkunde tientallen linker- en rechterhandregels gebruikt als ezelsbruggetje bij diverse totaal uiteenlopende onderwerpen. Om gek van te worden!!! En zelfs als je alleen naar Lorentskracht kijkt, zijn er diverse uitvoeringen van dezelfde linkerhandregel. Er bestaan bijna evenveel versies waarin de rechterhand wordt gebruikt. Tegenover elke linkerhandregel staat een rechterhandregel die ook werkt, weliswaar met de letters op een andere plek.

Google > images linkerhandregel Lorentzkracht.

Het maar een ezelsbruggetje. Zeer verwarrend! Hou je dus vast aan één versie!!! Niet deze!!! Maar de versie uit JOUW boek!!!

Schrijf desnoods bij het maken van je huiswerk de letters op je hand.

Nog beter: bouw de Lorentz-cube!!! Vraag wel even vooraf aan je docent of je die wel mee mag nemen naar de toets!!!

 

left hand rule right hand ruleBen je net zo eigenwijs als ik?

Linker- en rechterhandregels waarbij je drie vingers gebruikt. En zodra je de linkerhandregel hebt geleerd, hoor je dat het ook kan met je rechterhand... Pfff, eerst moet je onthouden welke hand: linker- of rechterhand. Dan moet je onthouden welke letter op welke vinger thuis hoort. En als je een techniek-opleiding doet, wordt je met diverse linker- en rechterhandregels om de oren gegooid. Wat een gedoe. Dat kan eenvoudiger!!!

Vanaf nu onthoudt je alleen de afkorting. Zoals hierboven: F B I.

  • Steek één van je handen in de lucht. Linker- of rechterhand, maakt niet ui!
  • Steek duim, wijsvinger en middelvinger in de lucht. (Middelvinger haaks op de palm van je hand.)
  • Plak daarop de letters F B en I. Het maakt niet uit bij welke vinger je begint, als je qua volgorde maar rechtsom doet, met de wijzers van de klok mee.

THAT'S IT!!!

left hand rule right hand rule 2

 

Rechterhandregel: het verband tussen stroom I en magnetisch veld B

rechterhandregel stroom I en magnetische veld BEen elektrische stroom door een draad veroorzaakt een magnetisch veld B. Om de richting van dit veld te bepalen, wijs je met je duim van de rechterhand in de richting van de stroom I.

Ga jij die regel onthouden, of bouw je dit poppetje na??? Of de pen met pijltje...

lorentzkracht rechterhandregel s

 


 

Hits: 7093

Doel

Physicsexperiments.org wil docenten, TOA's en leerlingen natuurkunde inspireren. Physicsexperiments.org is een verzameling Natuur­kunde Experimenten. Elk experiment, simpel of gecompliceerd, verdient aandacht.

Vind je mijn initiatief positief en heb je een suggesties? Graag!!! Ik sta altijd open voor nieuwe ideeën, voor verbeteringen en aanvullingen.

Je collega-TOA Lennart

 

VERANTWOORDING/DISCLAIMER:

Het is altijd uw eigen verantwoordelijkheid om veilig te werken en om risico's in te schatten. De maker van physicsexperiments kan niet aansprakelijk worden gesteld voor fouten op de website die kunnen leiden tot ongelukken.