Opgave

Opgave 4 Magneten (vwo natuurkunde 1,2 – 2005 – tijdvak II)
In de foto van figuur 10 zie je twee identieke,
ringvormige magneten om een houten stok.
De bovenste magneet zweeft doordat de
noordpolen van de magneten naar elkaar toe
zijn gericht.
Boven de magneten zit een spoel om de
houten stok geklemd. Zie figuur 11.
De spanning die deze spoel afgeeft, wordt
gemeten.
De bovenste magneet wordt naar beneden geduwd en daarna losgelaten. De magneet voert
vervolgens een gedempte trilling uit. In de spoel ontstaat daardoor een wisselspanning.
In figuur 12 is deze wisselspanning als functie van de tijd weergegeven.
De meting is niet direct bij het loslaten van de magneet gestart.
2p 16  Leg uit of de magneet zich in een uiterste stand of in de evenwichtsstand bevindt op het moment dat
de spanning een maximum vertoont.
Opgave l Steppen (vwo natuurkunde 1,2 – 2006 – tijdvak I)
Arie en Bianca wijden hun praktische opdracht aan natuurkundige aspecten van het steppen.
In figuur l zie je een foto van de step die zij gebruiken.
Zij willen de snelheid van de step gaan meten. Daarom bevestigen zij tussen twee spaken van het
voorwiel een kleine magneet en op de voorvork een spoel. Zie figuur 2.
Als ze de spoel op een oscilloscoop aansluiten en het wiel laten draaien, zien ze het oscilloscoopbeeld
van figuur 3.
3p 1 
Telkens wanneer de magneet de spoel passeert, vertoont het oscilloscoopbeeld eerst een piek
omlaag direct gevolgd door een piek omhoog.
Leg dit uit.
Opgave 5 Schudlamp (vwo natuurkunde 1,2 – 2008 – tijdvak I)
Een schudlamp is een lamp die licht kan geven nadat je hem hebt heen en weer
geschud. Zie figuur 8.
figuur 8
2p 18
3p 19
In het handvat zit een vaste spoel. Bij het schudden gaat een magneet door
deze spoel heen en weer. Hierdoor wordt in de spoel een inductiespanning
opgewekt.
Leg uit dat er zowel een positieve als een negatieve spanning ontstaat als de
magneet één keer door de spoel gaat.
In figuur 9 is het verloop van de
inductiespanning getekend tussen
de tijdstippen t0 en t1.
Tussen deze tijdstippen bewoog de
magneet van links naar rechts door
de spoel.
Vanaf het tijdstip t2 bewoog de magneet
twee keer zo langzaam terug van rechts
naar links.
Figuur 9 staat ook op de uitwerkbijlage.
Schets in de figuur op de uitwerkbijlage het
verloop van de inductiespanning vanaf het
tijdstip t2.
Opgave 3 Trafo-koken (vwo natuurkunde 1,2 – 2008 – tijdvak II)
Bij een demonstratieproef in de klas wordt een transformator gebruikt.
Zie figuur 3. Het rechthoekige juk is de weekijzeren kern. De primaire spoel van
de transformator heeft 600 windingen. De secundaire spoel bestaat uit een
aluminium ring in de vorm van een goot. Van deze goot is in figuur 4 een schets
te zien. Deze goot kan een vloeistof bevatten.
figuur 3
3p 10
figuur 4
De transformator wordt aangesloten op een wisselspanning.
Leg uit hoe de transformator ervoor zorgt dat er een stroom gaat lopen door de
aluminium ring.
De primaire spoel wordt aangesloten op de netspanning van 230 V. De stroom
door deze spoel is dan 4,6 A. Neem aan dat dit een ideale transformator is.
3p 11
Bereken de stroomsterkte in de aluminium ring.
Opgave 1 Nieuwe hoogspanningskabels (vwo – na – 1999 – tijdvak 2)
Lees onderstaand krantenartikel:
krantenartikel
Texel verbonden door kabels
Aan het 'isolement van Texel' is een einde
gekomen. Er is een 50 kV-hoogspanningsleiding
gelegd, waardoor het mogelijk is elektriciteit van
het vasteland naar Texel te transporteren. Volgens
een woordvoerster van NKF KABEL in Delft is het
bijzondere dat het gaat om een leiding van 7,8 km
lengte uit één stuk. In de leiding lopen twee
koperen kabels, een toe- en een afvoerkabel Iedere
kabel heeft een lengte van 7,8 km en een massa
van 150.000 kg. De leiding maakt de kleine
elektriciteitscentrale (13,6 MW) bij Oudeschild op
Texel overbodig.
bron: Technisch Weekblad, 13 juni 1994
In figuur 1 is schematisch weergegeven hoe de nieuwe kabels zijn opgenomen in de totale installatie
die Texel van elektrische energie voorziet.
Op Texel wordt de spanning getransformeerd naar 230 V.
2p
3p
1
3
Bereken hoe het aantal primaire windingen zich daar verhoudt tot het aantal secundaire windingen.
De nieuwe installatie maakt de centrale bij Oudeschild overbodig en moet dus een elektrisch
vermogen van 13,6 MW kunnen leveren.
Bereken de vervangingsweerstand Rv van alle apparaten die op Texel zijn ingeschakeld als dit
vermogen wordt afgenomen.