Elektromagnetische inductie

Prioriteit: 🟠 Midden

In 5 van de 8 onderzochte examenjaren, bijna altijd als redeneervraag: wanneer is de inductiespanning maximaal, of wat doet een aanpassing aan de dynamo met spanning en frequentie?

Wat moet je kunnen?

• Uitleggen wanneer er een inductiespanning ontstaat (flux verandert).
• Bepalen wanneer de inductiespanning maximaal is: waar de flux het snelst verandert (steilste helling).
• Beredeneren wat meer windingen, een sterkere magneet of een hogere snelheid doen met spanning en frequentie.

De kern

$\Phi =B_{\perp }\cdot A{U}_{\text{ind}}\propto N{U}_{\text{ind}}\propto \frac{d\Phi }{dt}$

Aanpassing aan een dynamo	Amplitude $U_{\text{ind}}$	Frequentie
sneller draaien	groter	groter
meer windingen	groter	gelijk
sterkere magneet	groter	gelijk
meer magneetpolen	groter (snellere wisseling)	groter

• Eenheid van flux: weber (Wb) $=\text{T}{\text{m}}^2$.
• Maximale $U_{\text{ind}}$ bij de steilste helling in een $(\Phi ,t)$- of $(I_{\text{spoel}},t)$-diagram, niet bij de grootste flux.
• In een metalen plaat in een veranderend veld ontstaan wervelstromen.
• Het veld zelf: zie Magnetisch veld.

Controleren

De tabel zegt dat meer magneetpolen bij dezelfde draaisnelheid zowel de frequentie als de amplitude van de inductiespanning groter maken. Natuurkundig klopt dat (de flux wisselt sneller), maar het antwoordmodel van 2025-1 vraag 14 staat niet in de digest. Vergelijk met het correctievoorschrift.

Zo wordt het gevraagd

• Tijdstip van de maximale inductiestroom in de munt bepalen uit de steilheid van het $(I_{\text{spoel}},t)$-diagram (2026-2 vraag 13, 3p).
• Effect van drie aanpassingen (snelheid, windingen, aantal magneten) op spanning en frequentie (2025-1 vraag 14, 3p).
• Maximale spanning bij de evenwichtsstand verklaren via $U_{\text{ind}}\propto \frac{d\Phi }{dt}$ (2019-2 vraag 12).
• Wervelstromen in een draaiende schijf en hun sterkte bij hogere snelheid (2023-2 vraag 19).

Uitgewerkt voorbeeld

Magneet aan een veer boven een spoel (examenstijl, vergelijk 2019-2 vraag 12)

Een magneet trilt op en neer boven een spoel. Wanneer is de inductiespanning maximaal?

1. $U_{\text{ind}}\propto \frac{d\Phi }{dt}$: groot als de flux snel verandert.
2. In de uiterste standen staat de magneet even stil: $\frac{d\Phi }{dt}=0$, dus $U_{\text{ind}}=0$.
3. In de evenwichtsstand is de snelheid maximaal: daar is $U_{\text{ind}}$ het grootst.

Valkuilen

• Denken dat een grote flux een grote spanning geeft (het gaat om de verandering).
• Een stilstaande magneet in een spoel een spanning laten opwekken.
• Vergeten dat meer windingen de frequentie niet veranderen.

Test jezelf

Een spoel staat in een constant, sterk magneetveld. Is er een inductiespanning?

Nee: de flux verandert niet.

Een dynamo draait twee keer zo snel. Wat gebeurt er met de frequentie en de maximale spanning?

Beide worden twee keer zo groot.

Examenvragen om te oefenen

Doe deze vragen uit echte examens

• 2025 tijdvak 1, vraag 13–14: dynamo van een kabelbaan (3p + 3p)
• 2019 tijdvak 2, vraag 12–13: gitaarelement en frequentie van de spanning (2p + 3p)
• 2026 tijdvak 2, vraag 13: maximale inductiestroom uit het diagram (3p)

Alle vindplaatsen

Aangetroffen in 5 van de 8 onderzochte examenjaren (2018-2026, 2020: geen examen gehouden) — 62,5%.

• 2026 tijdvak 2: vraag 13
• 2025 tijdvak 1: vraag 13, 14, 16
• 2023 tijdvak 2: vraag 18, 19
• 2019 tijdvak 2: vraag 12, 13
• 2019 tijdvak 1: vraag 28
• 2018 tijdvak 2: vraag 4

---

Ondersteunende onderwerpen

• Magnetisch veld

Onderwerpen die dit ondersteunt

• (geen)