{"id":1715,"date":"2019-05-21T10:17:56","date_gmt":"2019-05-21T08:17:56","guid":{"rendered":"https:\/\/www.bbemg.uliege.be\/elektromagnetisme\/"},"modified":"2024-11-27T11:47:33","modified_gmt":"2024-11-27T10:47:33","slug":"elektromagnetisme","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.bbemg.uliege.be\/nl\/elektromagnetisme\/","title":{"rendered":"Elektromagnetisme"},"content":{"rendered":"[vc_row type=”in_container” full_screen_row_position=”middle” scene_position=”center” text_color=”dark” text_align=”left” overlay_strength=”0.3″ shape_divider_position=”bottom” bg_image_animation=”none”][vc_column column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_link_target=”_self” column_shadow=”none” column_border_radius=”none” width=”1\/1″ tablet_width_inherit=”default” tablet_text_alignment=”default” phone_text_alignment=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][heading]\n

Elektromagnetisme<\/h1>\n[\/heading][\/vc_column][\/vc_row][vc_row type=”in_container” full_screen_row_position=”middle” scene_position=”center” text_color=”dark” text_align=”left” overlay_strength=”0.3″ shape_divider_position=”bottom” bg_image_animation=”none”][vc_column column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_link_target=”_self” column_shadow=”none” column_border_radius=”none” width=”1\/1″ tablet_width_inherit=”default” tablet_text_alignment=”default” phone_text_alignment=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][vc_custom_heading text=”Inleiding” font_container=”tag:h2|text_align:left|color:%2349b0e5″ use_theme_fonts=”yes”][vc_column_text]Het elektromagnetisme bestudeert de interacties op afstand van de ladingen, de stromen en de elektrische en magnetische velden. In 1873 verenigde James Clerk Maxwell de vier fundamentele vergelijkingen waarmee alle interacties kunnen worden beschreven.<\/p>\n

Voordat we verder gaan met het elektromagnetisme, geven we u een klein raadseltje:[\/vc_column_text][vc_row_inner equal_height=”yes” content_placement=”top” column_margin=”default” text_align=”left” css=”.vc_custom_1557839232880{margin: 20px !important;padding: 10px !important;border: 1px solid #262626 !important;}”][vc_column_inner column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” column_border_radius=”none” column_link_target=”_self” width=”1\/2″ tablet_width_inherit=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][vc_column_text]\n

Twee magneten met tegengestelde polen trekken elkaar aan.<\/p>\n[\/vc_column_text][image_with_animation image_url=”374″ alignment=”center” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”20″][vc_column_text]\n

Twee tegengestelde ladingen trekken elkaar aan.<\/p>\n[\/vc_column_text][image_with_animation image_url=”375″ alignment=”center” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”20″][vc_column_text]\n

Twee geleiders waar een stroom doorloopt in dezelfde richting trekken elkaar aan.<\/p>\n[\/vc_column_text][image_with_animation image_url=”376″ alignment=”center” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”20″][\/vc_column_inner][vc_column_inner column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” column_border_radius=”none” column_link_target=”_self” width=”1\/2″ tablet_width_inherit=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][vc_column_text]\n

Twee magneten met dezelfde polen stoten elkaar af.<\/p>\n[\/vc_column_text][image_with_animation image_url=”377″ alignment=”center” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”20″][vc_column_text]\n

Twee zelfde ladingen stoten elkaar af.<\/p>\n[\/vc_column_text][image_with_animation image_url=”378″ alignment=”center” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”20″][vc_column_text]\n

Twee geleiders waar een stroom doorloopt in tegengestelde richting stoten elkaar af.<\/p>\n[\/vc_column_text][image_with_animation image_url=”379″ alignment=”center” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”20″][\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][vc_column_text]Vreemd … magisch …
\nHelemaal niet! Dat is het elektromagnetisme en we zullen alles eens rustig bekijken![\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row type=”in_container” full_screen_row_position=”middle” scene_position=”center” text_color=”dark” text_align=”left” overlay_strength=”0.3″ shape_divider_position=”bottom” bg_image_animation=”none”][vc_column column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_link_target=”_self” column_shadow=”none” column_border_radius=”none” width=”1\/1″ tablet_width_inherit=”default” tablet_text_alignment=”default” phone_text_alignment=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][toggles style=”default”][toggle color=”Extra-Color-2″ title=”De interacties verbonden aan het elektrisch veld”][vc_row_inner column_margin=”default” text_align=”left”][vc_column_inner column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” column_border_radius=”none” column_link_target=”_self” width=”1\/1″ tablet_width_inherit=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][vc_column_text]Zoals we al zagen in “Het concept veld” genereren de ladingen een elektrisch veld. Wat ons in het elektromagnetisme interesseert, is de kracht die het elektrisch veld uitoefent op de andere aanwezige ladingen. Deze kracht wordt uitgedrukt door de volgende formule:[\/vc_column_text][image_with_animation image_url=”381″ alignment=”center” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”15″][vc_column_text]Het betreft hier de kracht van Lorentz. Boven F en E staat een pijltje om te benadrukken dat het gaat om vectori\u00eble grootheden, d.w.z. grootheden die een richting en een waarde hebben.<\/p>\n

De kracht die wordt uitgeoefend op de ladingen hangt af van de aard van de lading: door conventie heeft de kracht uitgeoefend op een + lading dezelfde richting als het elektrisch veld, terwijl de kracht uitgeoefend op een \u2013 lading in de tegengestelde richting gaat.<\/p>\n

We illustreren dit met twee voorbeelden:[\/vc_column_text][\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][vc_row_inner column_margin=”default” text_align=”left”][vc_column_inner column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” column_border_radius=”none” column_link_target=”_self” width=”1\/2″ tablet_width_inherit=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][image_with_animation image_url=”382″ alignment=”right” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”15″][\/vc_column_inner][vc_column_inner column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” column_border_radius=”none” column_link_target=”_self” width=”1\/2″ tablet_width_inherit=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][image_with_animation image_url=”383″ alignment=”” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”15″][\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][vc_row_inner column_margin=”default” text_align=”left”][vc_column_inner column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” column_border_radius=”none” column_link_target=”_self” width=”1\/1″ tablet_width_inherit=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][vc_column_text]In deze twee voorbeelden is er sprake van een elektrisch gelijkstroomveld: het is geori\u00ebnteerd van de + ladingen naar de \u2013 ladingen. Bij wisselstroom varieert de richting van het elektrisch veld aan dezelfde frequentie (bijvoorbeeld 50 Hz): het elektrisch veld verandert 100 keer per seconde van richting.<\/p>\n

In een goed geleidend materiaal heeft het elektrisch veld tot gevolg dat de ladingen zich verplaatsen. Men spreekt van de geleidingsstroom: door de verplaatsing van de ladingen ontstaat er een elektrische stroom.<\/p>\n

In een isolerend materiaal cre\u00ebert het elektrisch veld dipolen door de polarisatie van de moleculen of reori\u00ebnteert het de bestaande dipolen (*). Men spreekt van de verplaatsingsstroom. De sterkte van de verplaatsingsstroom hangt af van het vermogen van het materiaal om zich te polariseren.[\/vc_column_text][\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][vc_row_inner equal_height=”yes” content_placement=”middle” column_margin=”default” text_align=”left” css=”.vc_custom_1557839761473{padding: 10px !important;border: 1px dashed #262626 !important;}”][vc_column_inner column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” column_border_radius=”none” column_link_target=”_self” width=”1\/1″ tablet_width_inherit=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][vc_column_text](*) Een dipool is een molecule met een positief geladen en een negatief geladen kant.<\/p>\n

Een voorbeeld:
\nDe watermolecule (H2<\/sub>O) is een dipool aangezien het zuurstofatoom negatief geladen is en de twee waterstofatomen positief geladen.[\/vc_column_text][image_with_animation image_url=”384″ alignment=”center” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”20″][vc_column_text]De watermoleculen hebben dus de neiging om zich te ori\u00ebnteren in de richting van het elektrisch veld. Het veld van 50 Hz reori\u00ebnteert de watermoleculen 100 keer per seconde.<\/p>\n

Het is deze verplaatsingsstroom die aan de basis ligt van de verwarming van voedsel in een microgolfoven. Zoals we al zagen in “Het concept veld” genereert die immers een wisselstroom van 2450 MHz, d.w.z. een stroom die meer dan 1000 miljoen keer sneller varieert.[\/vc_column_text][\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][vc_row_inner column_margin=”default” text_align=”left”][vc_column_inner column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” column_border_radius=”none” column_link_target=”_self” width=”1\/1″ tablet_width_inherit=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][vc_column_text]De geleidingsstroom en de verplaatsingsstroom zijn de stromen die worden ge\u00efnduceerd door een variabele elektriciteit (hier 50 Hz). Ze verplaatsen zich afwisselend in de twee richtingen, aan de frequentie van het inductieveld.[\/vc_column_text][image_with_animation image_url=”385″ alignment=”center” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”15″][vc_column_text]Opmerking:<\/strong><\/p>\n

De geleidingsstroom bestaat zowel als het gaat om een gelijkstroomveld (tot de ladingen het elektrisch veld in evenwicht brengen) als om een wisselveld, terwijl de verplaatsingsstroom enkel bestaat als het veld een wisselveld is.[\/vc_column_text][\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][vc_column_text][\/vc_column_text][\/toggle][toggle color=”Extra-Color-2″ title=”De interacties verbonden aan het magnetisch veld”][vc_row_inner column_margin=”default” text_align=”left”][vc_column_inner column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” column_border_radius=”none” column_link_target=”_self” width=”1\/1″ tablet_width_inherit=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][vc_column_text]Het magnetisch veld wordt waargenomen via de magnetische kracht. Deze laatste wordt enkel uitgeoefend op bewegende ladingen: men spreekt van de kracht van Lorentz. Ze wordt uitgedrukt met de volgende formule:[\/vc_column_text][image_with_animation image_url=”388″ alignment=”center” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”20″][vc_column_text]De kracht die wordt uitgeoefend op de ladingen hangt af van de aard van de lading, haar verplaatsingssnelheid en de richting van het veld. Het betreft hier de kracht van Lorentz. Boven F en B staat een pijltje om te benadrukken dat het gaat om vectori\u00eble grootheden, d.w.z. grootheden die een richting en een waarde hebben.<\/p>\n

De richting van de kracht wordt gegeven door de regel van de drie vingers van de rechterhand: de duim geeft de richting aan waarin de + lading zich verplaatst (tegengestelde richting voor een \u2013 lading), de wijsvinger de richting van het veld en de middelvinger de richting van de kracht op een + lading.[\/vc_column_text][image_with_animation image_url=”389″ alignment=”center” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”20″][vc_column_text]Laten we eerst de kracht illustreren die wordt uitgeoefend door een magnetisch uniform gelijkstroomveld:[\/vc_column_text][\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][vc_row_inner equal_height=”yes” content_placement=”middle” column_margin=”default” text_align=”left” css=”.vc_custom_1557840275188{margin: 20px !important;padding: 10px !important;border: 1px solid #262626 !important;}”][vc_column_inner column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” column_border_radius=”none” column_link_target=”_self” width=”1\/3″ tablet_width_inherit=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][image_with_animation image_url=”390″ alignment=”” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”25″ margin_left=”23″][\/vc_column_inner][vc_column_inner column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” column_border_radius=”none” column_link_target=”_self” width=”1\/2″ tablet_width_inherit=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][vc_column_text css=”.vc_custom_1557840873106{margin-bottom: 25px !important;}”]\nHet magnetisch veld van de linkerdraad oefent een kracht uit op de rechterdraad: het betreft hier de kracht van Laplace die afhangt van de stroomsterkte, het magnetisch veld en de lengte van de draad.
\n[\/vc_column_text][\/vc_column_inner][vc_column_inner column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” column_border_radius=”none” column_link_target=”_self” width=”1\/3″ tablet_width_inherit=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][image_with_animation image_url=”392″ alignment=”” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”25″][\/vc_column_inner][vc_column_inner column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” column_border_radius=”none” column_link_target=”_self” width=”1\/2″ tablet_width_inherit=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][vc_column_text css=”.vc_custom_1557840835102{margin-bottom: 25px !important;}”]\nHet magnetisch veld van de linkerdraad oefent een kracht uit op de rechterdraad: het betreft hier de kracht van Laplace die afhangt van de stroomsterkte, het magnetisch veld en de lengte van de draad.
\n[\/vc_column_text][\/vc_column_inner][vc_column_inner column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” column_border_radius=”none” column_link_target=”_self” width=”1\/3″ tablet_width_inherit=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][image_with_animation image_url=”391″ alignment=”” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”25″][\/vc_column_inner][vc_column_inner column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” column_border_radius=”none” column_link_target=”_self” width=”1\/2″ tablet_width_inherit=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][vc_column_text]Twee draden waar stromen doorlopen in dezelfde richting hebben de neiging om elkaar aan te trekken maar de uitgeoefende kracht is erg zwak.[\/vc_column_text][\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][vc_row_inner column_margin=”default” text_align=”left”][vc_column_inner column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” column_border_radius=”none” column_link_target=”_self” width=”1\/1″ tablet_width_inherit=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][vc_column_text]Opmerking:<\/strong> het magnetisch veld rond de draad is zeer zwak.<\/p>\n

In de vorige voorbeelden hadden we te maken met een magnetisch gelijkstroomveld. Anders is het wanneer het gaat om een wisselend magnetisch veld.<\/p>\n

Na de waarnemingen van Oersted in 1820 (zie “Het concept veld”) kwam Michael Faraday met de hypothese dat ook magnetische velden een stroom kunnen produceren. In 1831 nam hij inderdaad de inductie van een stroom waar, maar enkel in aanwezigheid van een wisselend magnetisch veld (*).[\/vc_column_text][vc_column_text css=”.vc_custom_1557841168105{border-top-width: 1px !important;border-right-width: 1px !important;border-bottom-width: 1px !important;border-left-width: 1px !important;padding-top: 10px !important;padding-right: 10px !important;padding-bottom: 10px !important;padding-left: 10px !important;border-left-color: #262626 !important;border-left-style: initial !important;border-right-color: #262626 !important;border-right-style: initial !important;border-top-color: #262626 !important;border-top-style: initial !important;border-bottom-color: #262626 !important;border-bottom-style: initial !important;}”]\n

\n

(*) Steunend op de waarnemingen van Oersted dacht Faraday dat elke stroomcirculatie in een circuit een magnetisch veld genereert dat op zijn beurt een stroom genereert in een tweede circuit in de buurt van het eerste.<\/p>\n

Zijn eerste experimenten, met gelijkstroom, bevestigden die hypothese echter niet: in het tweede circuit circuleerde geen stroom.<\/p>\n

Hij nam wel een stroomcirculatie in het tweede circuit waar bij het overhalen (openen of sluiten) van de schakelaar. Hieruit leidde hij af dat de wijziging van de hoeveelheid magnetisch veld dat door een bepaalde oppervlakte gaat, d.w.z. de magnetische flux, aan de basis lag van deze ge\u00efnduceerde stromen.<\/p>\n<\/div>\n[\/vc_column_text][vc_column_text]Het wisselend magnetisch veld cre\u00ebert meer bepaald een elektromotorische kracht die aan de basis ligt van een elektrisch veld. Dit laatste genereert dan de circulatie van een stroom: de ge\u00efnduceerde stroom. Men spreekt hier van de wet van Faraday.[\/vc_column_text][image_with_animation image_url=”393″ alignment=”center” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”20″][vc_column_text]De ge\u00efnduceerde stromen<\/strong> genereren op hun beurt een magnetisch veld dat de fluxwijziging waardoor ze zijn ontstaan tegengaat. Men spreekt van de wet van Lenz.<\/p>\n

Wanneer een geleidend materiaal in een wisselend magnetisch veld wordt geplaatst, ontstaat er een elektrisch veld dat op zijn beurt ge\u00efnduceerde wervelstromen genereert die we de “Foucaultstromen” noemen.[\/vc_column_text][image_with_animation image_url=”394″ alignment=”center” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”20″][vc_column_text]Het experiment toont aan dat de magnetische verschijnselen worden be\u00efnvloed door de aanwezigheid van bepaalde materialen: diamagnetische, paramagnetische en ferromagnetische materialen. Ze onderscheiden zich door hun magnetische permeabiliteit, d.w.z. hun vermogen om de magnetische inductie te kanaliseren: ze concentreren de magnetische stroom en verhogen de magnetische inductiewaarde.<\/p>\n

Isolerende materialen zoals steen, droog hout of PVC daarentegen hebben geen invloed op de verdeling van het magnetisch veld.[\/vc_column_text][\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][vc_column_text][\/vc_column_text][\/toggle][toggle color=”Extra-Color-2″ title=”De interacties in het lichaam”][vc_row_inner column_margin=”default” text_align=”left”][vc_column_inner column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” column_border_radius=”none” column_link_target=”_self” width=”1\/1″ tablet_width_inherit=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][vc_column_text]Het menselijk lichaam kan worden beschouwd als een goede geleider van elektriciteit. In een wisselend veld (bijvoorbeeld sinuso\u00efdaal met een frequentie van 50 Hz zoals het elektrische energienet) loopt door het lichaam een stroom die dezelfde frequentie heeft als het omgevende veld.[\/vc_column_text][image_with_animation image_url=”395″ alignment=”center” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”20″][vc_column_text]Het uitwendig wisselend elektrisch veld dringt het lichaam slechts gedeeltelijk binnen: voor een uitwendig elektrisch veld van enkele kV\/m blijven slechts enkele mV\/m in het lichaam. De stromen die in het lichaam worden ge\u00efnduceerd zijn enkel verbonden aan dit resterend inwendig elektrisch veld.<\/p>\n

Het uitwendig wisselend magnetisch inductieveld wordt slechts zeer licht verstoord door de aanwezigheid van het lichaam. In het lichaam ontstaan stroomlussen om te trachten het uitwendig veld op te heffen. Bij een normale blootstelling aan het magnetisch veld van 50 Hz blijven deze ge\u00efnduceerde stromen ver onder de waarden van de natuurlijke stromen van het menselijk lichaam (de “endogene” stromen): voor een uitwendig veld van 0,15 \u00b5T zijn de ge\u00efnduceerde stromen ongeveer 5000 keer zwakker dan de endogene stromen.[\/vc_column_text][\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][vc_column_text][\/vc_column_text][\/toggle][toggle color=”Extra-Color-2″ title=”De perceptie van de velden 50 Hz”][vc_row_inner column_margin=”default” text_align=”left”][vc_column_inner column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” column_border_radius=”none” column_link_target=”_self” width=”1\/1″ tablet_width_inherit=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][vc_column_text]Zoals we hebben gezien induceert een elektrisch veld slechts zeer zwakke stromen in het lichaam. We merken die stromen meestal niet op omdat ze te zwak zijn om de zenuwcellen en de spieren op te wekken. De perceptiedrempel varieert van de ene persoon tot de andere.[\/vc_column_text][image_with_animation image_url=”396″ alignment=”center” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”20″][vc_column_text]Als het elektrisch veld een drempel van 20 kV\/m overschrijdt, nemen we een lichte tinteling aan het huidoppervlak waar en komen de lichaamshaartjes overeind. Dat is het verschijnsel van de pilo-erectie. Hetzelfde verschijnsel zorgt ervoor dat de hoofdharen overeind komen bij statische elektriciteit.<\/p>\n

Onder sommige omstandigheden kunnen we het elektrisch veld ook indirect waarnemen:<\/p>\n

1) Gevoel van een lichte elektrische schok bij het aanraken van een van de grond ge\u00efsoleerde metalen massa onder bijvoorbeeld een hoogspanningslijn: dat is het verschijnsel van de capacitieve koppeling<\/strong>.<\/h4>\n[\/vc_column_text][image_with_animation image_url=”397″ alignment=”center” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”20″][vc_column_text]\n

De auto onder de hoogspanningslijn is onderworpen aan het elektrisch veld: het induceert een verplaatsing van de ladingen. De auto krijgt zo een zekere spanning die verschilt van de spanning waaraan de persoon onderworpen is.<\/p>\n

Als deze laatste de metalen structuur aanraakt, komen de spanningen met elkaar in evenwicht (*). De elektrische schok kan onaangenaam zijn maar is niet gevaarlijk.
\nHetzelfde verschijnsel kan zich voordoen wanneer twee dieren eten uit een metalen bak onder een hoogspanningslijn. De oplossing bestaat erin om de etensbak correct op grond te plaatsen.<\/p>\n[\/vc_column_text][vc_column_text css=”.vc_custom_1557841464408{border-top-width: 1px !important;border-right-width: 1px !important;border-bottom-width: 1px !important;border-left-width: 1px !important;padding-top: 10px !important;padding-right: 10px !important;padding-bottom: 10px !important;padding-left: 10px !important;border-left-color: #262626 !important;border-left-style: initial !important;border-right-color: #262626 !important;border-right-style: initial !important;border-top-color: #262626 !important;border-top-style: initial !important;border-bottom-color: #262626 !important;border-bottom-style: initial !important;}”](*) Dit verschijnsel lijkt op een elektrostatische ontlading maar verschilt in de hoeveelheid ontladen stroom en de duur van de ontlading.[\/vc_column_text][vc_column_text]\n

2) Oplichtende fluorescentielamp<\/strong><\/h4>\n

Als men een fluorescentielamp in de richting van de geleidingskabels van een hoogspanningslijn houdt, zal ze zwak oplichten. Hoe komt dat? Het elektrisch veld van de lijn genereert een ge\u00efnduceerde spanning in de lamp. Het gas binnenin de lamp wordt opgewekt en de lamp geeft licht af.<\/p>\n

Opmerking<\/strong>: de werking van de fluorescentielamp wordt beschreven in “Gebruik van de elektriciteit”.<\/p>\n

3) Geluid verbonden aan het corona-effect<\/strong><\/h4>\n

Het corona-effect is een typisch verschijnsel van zeer sterke elektrische velden. Het wordt gekenmerkt door een lichtgevende halo rond hoogspanningskabels. Het corona-effect wijst op de aanwezigheid van gedeeltelijke ontladingen rond de geleiders van een luchtlijn, onder bepaalde omstandigheden (*). Deze ontladingen liggen aan de oorsprong van een soms onaangenaam geluid.[\/vc_column_text][vc_column_text css=”.vc_custom_1557841489510{border-top-width: 1px !important;border-right-width: 1px !important;border-bottom-width: 1px !important;border-left-width: 1px !important;padding-top: 10px !important;padding-right: 10px !important;padding-bottom: 10px !important;padding-left: 10px !important;border-left-color: #262626 !important;border-left-style: initial !important;border-right-color: #262626 !important;border-right-style: initial !important;border-top-color: #262626 !important;border-top-style: initial !important;border-bottom-color: #262626 !important;border-bottom-style: initial !important;}”](*) De aanwezigheid van kleine uitsteeksels aan het oppervlak van de geleiders, zoals bijvoorbeeld waterdruppels, sneeuwvlokken of insecten, veroorzaakt aanzienlijke verhogingen van het elektrisch veld. Het corona-effect varieert dus aanzienlijk naargelang de buiten- en de atmosferische omstandigheden.[\/vc_column_text][vc_column_text]Bij de blootstelling aan een magnetisch veld worden er slechts zeer zwakke stromen in het lichaam ge\u00efnduceerd. Aan de gebruikelijke blootstellingswaarden zijn ze onmerkbaar, net als de stromen die worden ge\u00efnduceerd door het elektrisch veld.<\/p>\n

Alleen een blootstelling aan veel sterkere magnetische velden kan leiden tot een rechtstreekse perceptie. Voor een magnetisch veld van 10 mT tot 50 Hz (d.w.z. ongeveer duizend keer de maximumwaarde die wordt bekomen onder een hoogspanningslijn) verschijnen er bijvoorbeeld lichtflitsen in het gezichtsveld. Dat zijn de magnetofosfenen. Deze flitsen zijn omkeerbaar en worden toegeschreven aan stromen die worden ge\u00efnduceerd in het netvlies. Zodra het lichaam niet meer is blootgesteld verdwijnen deze kleine stromen. Deze effecten stapelen zich niet op bij herhaalde blootstelling zoals bijvoorbeeld wel het geval is met X-stralen.<\/p>\n

Onder sommige omstandigheden kunnen we het magnetisch veld ook indirect waarnemen, met name bij interferentie met een elektrisch apparaat:<\/p>\n

De goede werking van een elektrisch apparaat kan worden verstoord door het elektromagnetisch veld dat wordt uitgezonden door een ander elektrisch apparaat in de buurt van het eerste. De storingen die worden veroorzaakt door dit elektromagnetisch veld noemen we elektromagnetische interferenties. Om die te vermijden moet men toezien op de elektromagnetische compatibiliteit van de elektrische apparaten.<\/p>\n

Opmerking:
\n<\/strong>De biologische effecten mogen niet worden verward met de interferenties van een elektromagnetisch veld met een elektronisch apparaat. Sommige materialen zijn erg gevoelig voor de magnetische velden van lage frequentie. Het kathodische scherm van een computer bijvoorbeeld kan worden verstoord door een magnetisch veld van 1 \u00b5T. De interferenties zijn te wijten aan de frequentie van de \u201cvernieuwing\u201d van de weergave op het scherm, een frequentie van om en bij de 50 Hz.[\/vc_column_text][\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][vc_column_text][\/vc_column_text][\/toggle][toggle color=”Extra-Color-2″ title=”Voorbeelden van het gebruik”][vc_row_inner column_margin=”default” text_align=”left”][vc_column_inner column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” column_border_radius=”none” column_link_target=”_self” width=”1\/1″ tablet_width_inherit=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][vc_column_text]De eigenschappen van de elektrische en magnetische velden 50 Hz worden benut van bij de productie en het transport van de elektrische energie. Hierna zullen we in detail de werking van een alternator en een transformator bekijken. In \u201cGebruik van de elektriciteit\u201d zullen we het hebben over hun toepassingen in courant gebruikte elektrische apparaten.[\/vc_column_text][\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][vc_row_inner column_margin=”default” text_align=”left”][vc_column_inner column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” column_border_radius=”none” column_link_target=”_self” width=”1\/1″ tablet_width_inherit=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][divider line_type=”Full Width Line” line_thickness=”1″ divider_color=”default”][vc_custom_heading text=”De alternator” font_container=”tag:h4|text_align:left|color:%233f3f3f” use_theme_fonts=”yes”][vc_column_text]De alternatoren van de elektriciteitscentrales zetten de mechanische energie die wordt aangevoerd door water, wind, stoom, kernsplitsing, … om in elektrische energie. De spanningen gegenereerd door de alternatoren gaan in Belgi\u00eb van 10 tot 20 000 volt (10 tot 20 kV).<\/p>\n

Hoe worden de spanningen gegenereerd? Om het werkingsprincipe van de alternator te begrijpen hebben we een spoel (de rotor) bevestigd op een as tussen de 2 polen van een permanente magneet (de stator).[\/vc_column_text][image_with_animation image_url=”398″ alignment=”center” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”20″][vc_column_text]Het werkingsprincipe is vrij eenvoudig: het bestaat erin om ervoor te zorgen dat de spoelen zich verplaatsen in een magnetisch veld, om zo elektromotorische krachten te induceren. Met de onderstaande inrichting (het aandrijvingsproc\u00e9d\u00e9 van de rotor is een beetje ouderwets), wordt een elektromotorische kracht ge\u00efnduceerd van 124 mV.[\/vc_column_text][image_with_animation image_url=”399″ alignment=”center” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”15″][vc_column_text]\nBekijk de informatie in geanimeerd formaat (Flash-speler vereist)<\/a>
\n[\/vc_column_text][vc_column_text]De rotor is samengesteld uit een spoel (meer bepaald uit twee spoelen die in serie zijn geschakeld) die door rotatie afwisselend in de buurt komen van de noord- en de zuidpool van de stator. Het magnetisch veld dat de lussen van de spoel doorloopt,varieert dus op het ritme van de rotatie en induceert een wisselende elektromotorische kracht van overeenstemmende frequentie.<\/p>\n

In een elektriciteitscentrale is de stator niet samengesteld uit permanente magneten maar uit elektromagneten. Hiermee kunnen veel sterkere elektromotorische krachten worden ge\u00efnduceerd.<\/p>\n

De alternator van de elektriciteitsproductiecentrales induceert een wisselspanning van 50 Hz. De frequentie hangt af van de rotatiesnelheid van de rotor. De spanning is driefasig, wat betekent dat de elektromotorische krachten die worden ge\u00efnduceerd aan de rotorklemmen verschuiven in de tijd: men zegt dat ze gedefaseerd zijn. Aan 50 Hz worden de drie fasen 6,7 milliseconden gedefaseerd.[\/vc_column_text][image_with_animation image_url=”400″ alignment=”center” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”20″][vc_column_text]De driefasenstroom wordt bekomen door de spoelen van de rotor te verdrievoudigen en gelijkmatig te verdelen (3 spoelen). De notie \u201cdriefasig\u201d wordt verder uitgewerkt in \u201cTraject van de elektriciteit\u201d<\/p>\n

De alternator produceert elektrische energie op basis van mechanische energie. In \u201cGebruik van de elektriciteit\u201d zullen we zien dat een universele motor heel eenvoudig werkt volgens het omgekeerde principe: de elektrische energie wordt omgezet in mechanische energie (rotatie van de motor).[\/vc_column_text][\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][vc_row_inner column_margin=”default” text_align=”left”][vc_column_inner column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” column_border_radius=”none” column_link_target=”_self” width=”1\/1″ tablet_width_inherit=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][divider line_type=”Full Width Line” line_thickness=”1″ divider_color=”default”][vc_custom_heading text=”Transformatoren” font_container=”tag:h4|text_align:left|color:%233f3f3f” use_theme_fonts=”yes”][vc_column_text]Transformatoren worden op grote schaal gebruikt, zowel in het transport en de verdeling van de elektriciteit als in sommige elektrische apparaten. Hun taak bestaat erin om de spanning te verhogen of te verlagen. Op het nut daarvan zullen we terugkomen in het deel “Traject van de elektriciteit”.<\/p>\n

Het werkingsprincipe van de spanningverlagende transformator is als volgt: de verhouding tussen het aantal lussen in de twee wikkelingen bepaalt de verhouding van de spanning in de primaire en de secundaire wikkeling.[\/vc_column_text][image_with_animation image_url=”401″ alignment=”center” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”15″][vc_column_text]\nBekijk de informatie in geanimeerd formaat (Flash-speler vereist)<\/a>
\n[\/vc_column_text][vc_column_text]In dit voorbeeld zijn de primaire wikkeling (groene draad) en de secundaire wikkeling (witte draad) respectievelijk samengesteld uit 40 en 20 lussen. De spanning in de secundaire wikkeling wordt met de helft verlaagd ten opzichte van de spanning in de primaire wikkeling.<\/p>\n

De spanning in de secundaire wikkeling heeft dezelfde frequentie en dezelfde vorm als de spanning in de primaire wikkeling. Ook het vermogen blijft hetzelfde.[\/vc_column_text][image_with_animation image_url=”402″ alignment=”center” animation=”Fade In” border_radius=”none” box_shadow=”none” max_width=”100%” margin_bottom=”15″][\/vc_column_inner][\/vc_row_inner][vc_column_text][\/vc_column_text][\/toggle][toggle color=”Extra-Color-2″ title=”Quiz”][vc_column_text]Om aan de quiz deel te nemen, Elektromagnetisme (Flash-speler vereist)<\/a>[\/vc_column_text][vc_column_text][\/vc_column_text][\/toggle][toggle color=”Default” title=”Bijlagen”][vc_row_inner column_margin=”default” text_align=”left”][vc_column_inner column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” column_border_radius=”none” column_link_target=”_self” width=”1\/1″ tablet_width_inherit=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid” bg_image_animation=”none”][vc_custom_heading text=”De magnetische eigenschappen van de materialen” font_container=”tag:h4|text_align:left|color:%233f3f3f” use_theme_fonts=”yes”][vc_column_text]De diamagnetische (zilver, koper, water, goud, lood, zink \u2026), paramagnetische (lucht, aluminium, magnesium, platina \u2026) en ferromagnetische materialen (kobalt, ijzer, mumetaal, nikkel \u2026) onderscheiden zich door hun magnetische permeabiliteit.<\/p>\n

Het magnetisch veld H en de magnetische inductie B zijn in een gegeven materiaal verbonden door de vergelijking: B = \u00b5 * H<\/p>\n

De magnetische permeabiliteit van het materiaal (\u00b5) wordt vaak uitgedrukt door het product van de magnetische constante (\u00b50<\/sub>, uitgedrukt in Henry\/meter) en de relatieve permeabiliteit (\u00b5r<\/sub>, zonder grootheid):<\/p>\n