3 Inhoud Leereenheid 1 Magnetisme Leereenheid 2 ...
3 Inhoud Leereenheid 1 Magnetisme Leereenheid 2 ...
3 Inhoud Leereenheid 1 Magnetisme Leereenheid 2 ...
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>Inhoud</strong><br />
Algemeen concept<br />
Voorwoord<br />
<strong>Leereenheid</strong> 1<br />
<strong>Magnetisme</strong><br />
Wegwijzer<br />
1.1 Algemeenheden<br />
1.1.1 Wat is magnetisme?<br />
1.1.2 Natuurlijke en kunstmatige magneten<br />
1.1.3 Voorkomende vormen<br />
1.1.4 Basisbegrippen<br />
1.1.5 Grootte van de krachten tussen twee magneetpolen<br />
1.2 Het magnetisch veld<br />
1.2.1 Inleiding<br />
1.2.2 Veldsterkte H<br />
1.2.3 Veldlijnen of krachtlijnen<br />
1.2.4 Magnetische veldlijnen<br />
1.2.5 Magnetische fl ux Φ<br />
1.2.6 Magnetische fl uxdichtheid of inductie<br />
1.3 Indeling van de stoffen uit magnetisch oogpunt<br />
1.3.1 Magnetische materialen (ferromagnetische materialen)<br />
1.3.2 Niet-magnetische materialen<br />
1.4 De herkomst van het magnetisme<br />
1.4.1 Magnetiseren<br />
1.4.2 Remanente inductie of remanentie<br />
1.4.3 Vernietiging van de remanente inductie (demagnetiseren)<br />
1.5 Aardmagnetisme en draaimoment<br />
1.6 Voorbeelden<br />
1.7 Toepassingen<br />
Cd-rom<br />
Synthese<br />
<strong>Leereenheid</strong> 2<br />
Elektromagnetisme: elektrische stroomsterkte<br />
als oorzaak van het ontstaan van een magnetisch veld<br />
Wegwijzer<br />
1.1 Opbouw van een magnetisch veld langs elektromagnetische weg<br />
1.1.1 Magnetisch veld rond een lange, rechte, stroomvoerende geleider<br />
1.1.2 Magnetisch veld in een winding<br />
1.1.3 Magnetisch veld in een spoel of solenoïde<br />
1.1.4 Spoel met ijzeren kern<br />
1.1.5 Voorbeelden<br />
1.1.6 Toepassingen<br />
1.2 Opbouw van een magnetische kring<br />
1.2.1 Gesloten magnetische kring<br />
1.2.2 Berekening van de fl ux (wet van Hopkinson)<br />
1.2.3 Vergelijking tussen de wet van Hopkinson en de wet van Ohm<br />
1.2.4 Magnetisatiekromme<br />
1.2.5 Magnetische hysteresis<br />
1.2.6 De niet-gesloten magnetische kring<br />
1.3 Praktisch gebruik van het elektromagnetisme<br />
3<br />
x<br />
x<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx
1.3.1 Elektromagnetische bel en zoemer<br />
1.3.2 Bekrachtiging gelijkstroommachines<br />
1.3.3 Elektromagnetisch meetinstrument<br />
1.3.4 Hefmagneet<br />
1.3.5 Elektromagnetisch bediende schakelaars<br />
1.3.6 Elektromagnetische beveiliging<br />
1.4 Voorbeelden<br />
1.5 Toepassingen<br />
Cd-rom<br />
Synthese<br />
<strong>Leereenheid</strong> 3<br />
Elektrodynamische krachten<br />
Wegwijzer<br />
1.1 Werking van een magnetisch veld op een stroomvoerende geleider<br />
1.1.1 Vaststellingen<br />
1.1.2 Zin van de lorentzkracht<br />
1.1.3 Grootte van de lorentzkracht<br />
1.2 Kracht tussen twee evenwijdige stroomvoerende geleiders<br />
1.2.1 Vaststellingen<br />
1.2.2 Zin van de kracht<br />
1.2.3 Grootte van de kracht<br />
1.2.4 SI-eenheid van stroomsterkte<br />
1.3 Praktisch gebruik van de elektrodynamische krachten<br />
1.3.1 Elektromotor<br />
1.3.2 Draaispoelmeter<br />
1.3.3 Elektrodynamisch meetinstrument<br />
1.3.4 Elektrodynamische luidspreker<br />
1.3.5 Halleffect<br />
1.4 Voorbeelden<br />
1.5 Toepassingen<br />
Cd-rom<br />
Synthese<br />
<strong>Leereenheid</strong> 4<br />
Het genereren van spanning langs elektromagnetische weg<br />
Wegwijzer<br />
1.1 Gegenereerde spanning in een spoel of in een winding<br />
1.1.1 Verschijnsel<br />
1.1.2 Oorzaak van het verschijnsel<br />
1.1.3 Zin van de gegenereerde spanning<br />
1.1.4 Grootte van de gegenereerde spanning<br />
1.2 Gegenereerde spanning in een rechte geleider<br />
1.2.1 Verschijnsel<br />
1.2.2 Oorzaak van het verschijnsel<br />
1.2.3 Zin van de gegenereerde spanning<br />
1.2.4 Wet van Lenz<br />
1.2.5 Grootte van de gegenereerde spanning<br />
1.3 Gelijktijdig voorkomen van de elektrische stroomsterkte als gevolg van de gegenereerde<br />
spanning en de lorentzkracht<br />
1.4 Wervelstromen door gegenereerde spanning<br />
1.4.1 Verschijnsel<br />
1.4.2 Verklaring van het verschijnsel<br />
1.4.3 Beperking van de wervelstromen<br />
4<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx
1.4.4 Toepassen van wervelstromen als gevolg van gegenereerde spanning<br />
1.5 Praktisch gebruik van de gegenereerde spanning<br />
1.6 Voorbeelden<br />
1.7 Toepassingen<br />
Cd-rom<br />
Synthese<br />
<strong>Leereenheid</strong> 5<br />
Elektromagnetische inductie<br />
Wegwijzer<br />
1.1 Wederzijdse inductie<br />
1.1.1 Verschijnsel<br />
1.1.2 Verklaring van het verschijnsel<br />
1.1.3 Zin van de wederzijdse inductiespanning<br />
1.1.4 Coëffi ciënt van de wederzijdse inductie M en waarde van de wederzijdse<br />
inductiespanning Ew 1.2 Zelfi nductie<br />
1.2.1 Van wederzijdse naar zelfi nductie<br />
1.2.2 Zin van de zelfi nductiespanning<br />
1.2.3 Coëffi ciënt van zelfi nductie L en de waarde van de zelfi nductiespanning E L<br />
1.3 Spoel met gelijkstroomweerstand aangesloten op gelijkspanning<br />
1.3.1 Gelijkstroomweerstand van een spoel<br />
1.3.2 Illustratie van het zelfi nductieverschijnsel<br />
1.3.3 Opgehoopte energie in een magnetisch veld<br />
1.3.4 Verloop van de stroomsterkte bij een spoel met gelijkstroomweerstand<br />
aangesloten op gelijkspanning<br />
1.3.5 Onderbreken van een inductieve kring<br />
1.4 Toepassingen op inductiespanningen<br />
1.4.1 Transformator<br />
1.4.2 Ontsteking van het gasmengsel in benzinemotoren<br />
1.4.3 Inductieve naderingsschakelaars<br />
1.5 Toepassen van wervelstromen als gevolg van geïnduceerde spanning<br />
1.5.1 Inductiekookplaten<br />
1.5.2 Inductieovens<br />
1.6 MRI-scanner<br />
1.7 Voorbeelden<br />
1.8 toepassingen<br />
Cd-rom<br />
Synthese<br />
<strong>Leereenheid</strong> 6<br />
Elektrostatica<br />
Wegwijzer<br />
1.1 voorafgaande begrippen – algemeenheden<br />
1.1.1 Elektrostatica<br />
1.1.2 Elektrische lading<br />
1.1.3 Punteffect<br />
1.2 Het elektrostatisch veld<br />
1.2.1 Krachtwerking tussen twee elektrostatische ladingen – wet van Coulomb<br />
1.2.2 Eenheid van elektrische lading<br />
1.2.3 Elektrostatisch veld<br />
1.2.4 Elektrostatische veldsterkte in een punt van een elektrisch veld<br />
1.2.5 Potentiaal in een punt van een elektrisch veld<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
5
1.2.6 Equipotentiaalvlakken<br />
1.2.7 Potentiaalverschil tussen twee punten<br />
1.3 Condensatoren<br />
1.3.1 Begrip capaciteit<br />
1.3.2 Condensatoren<br />
1.3.3 De condensator op gelijkspanning<br />
1.3.4 Energie opgestapeld in een condensator<br />
1.4 Schakelen van condensatoren<br />
1.4.1 Serieschakeling<br />
1.4.2 Parallelschakeling<br />
1.4.3 Gemengde schakeling<br />
1.5 Voorbeelden<br />
1.6 Toepassingen<br />
Cd-rom<br />
Synthese<br />
6<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx<br />
xx
Algemeen concept<br />
Context<br />
De opdeling van de verschillende structuuronderdelen in theoretisch-technische en specifi ek-technische<br />
(meer praktijkgerichte) TSO-studierichtingen vraagt steeds meer om een duidelijke profi -<br />
lering van de TSO-afgestudeerde. Een betere kenschetsing van elke opleiding zal duidelijkheid<br />
verschaffen voor de leerlingen en zal daarenboven de aansluiting tussen onderwijs en arbeid correcter<br />
voorstellen.<br />
Een dergelijke profi lering vraagt om specifi eke leerinhouden gekoppeld aan een eigen pedagogisch-didactische<br />
aanpak.<br />
De specifi eke leerinhouden van de aanverwante elektrotechnische structuuronderdelen krijgen vorm door te<br />
voorzien in een reeks A voor de theoretisch-technische en een reeks B voor de specifi ek-technische<br />
studierichtingen.<br />
Een eigen, aangepast pedagogisch-didactisch project voor beide opleidingsprofi elen wordt mogelijk<br />
gemaakt door parallel aan de basisboeken met leerinhouden telkens te voorzien in een laboboek<br />
aangevuld met een cd-rom, schematisch voorgesteld in onderstaande schema.<br />
Leerpakket elektriciteit<br />
Reeks A laboboek A-B<br />
Reeks B<br />
voor de theoretisch- cd-rom A-B voor de specifi ek-<br />
technische studierichtingen voor beide opleidingsprofi elen technische studierichtingen<br />
Het leerpakket laat toe om, op basis van de leerplandoelstellingen, een eigen pedagogischdidactisch<br />
leerproces op maat van de leerling te ontwikkelen. Een didactisch leerproces waar<br />
geïntegreerd, gedifferentieerd en ICT-ondersteund werken mogelijk wordt.<br />
Specifi eke leerinhoud<br />
Het leerpakket bevat alle leerinhouden die in directe relatie staan tot de basisleerplandoelstelling<br />
en ‘elektriciteit en lab’ voor de tweede en de derde graad SO. Het laboboek en de cd-rom reiken<br />
voldoende leermiddelen en uitbreidingsleerstof aan in de vorm van verdieping en/of verbreding.<br />
Die verdieping en/of verbreding is daarbij zodanig opgevat dat het leerpakket bruikbaar is in<br />
verschillende bacheloropleidingen.<br />
Pedagogisch-didactisch concept<br />
Een modern onderwijs vraagt de leraar zoveel mogelijk af te stappen van een uniforme klassikale<br />
aanpak, om voldoende rekening te houden met de verschillen tussen de leerlingen. Het accent<br />
binnen het onderwijsleerproces ligt meer en meer op het ontwikkelen van het aanwezige talent. De<br />
rol van de docerende leraar evolueert daardoor naar de rol van een coach. De verantwoordelijkheid<br />
voor het leerproces ligt steeds meer bij de leerling zelf. Het leerpakket maakt het mogelijk op een<br />
gestructureerde wijze te differentiëren, te integreren en ICT-ondersteund te werken.<br />
Differentiëren in tempo, in werkvormen en in moeilijkheidsgraad is in de huidige context een<br />
noodzaak geworden.<br />
De huidige lessentabellen, gekenmerkt door veelal een beperkte effectieve lestijd, dwingen de<br />
leraar tot het realiseren van een hoger onderwijsrendement. Door de labcomponent te integreren<br />
in de lessen theorie-elektriciteit wordt het mogelijk om tijd te winnen en het onderwijsrendement<br />
te verhogen.<br />
Een geïntegreerd én gedifferentieerd onderwijs zal slechts mogelijk zijn als de leraar beschikt<br />
over een goed ingericht vaklokaal, voorzien van de nodige studeer-werkposten en moderne<br />
leermiddelen. De ICT-ondersteuning ICT-ondersteuningvraagt<br />
vraagt om een voldoende aantal aangepaste (moderne) computers<br />
die continu toegankelijk zijn voor de leraar en de leerlingen. Toegang tot het internet is daarbij meer<br />
dan gewenst.<br />
7
Voorwoord<br />
De blauwe achtergrond van de titels in het volgende overzicht, maakt duidelijk hoe het voorliggende<br />
deel zich verhoudt tot het volledige leerpakket elektriciteit. Bij elk deel hoort een laboboek en<br />
een cd-rom, waarin een didactische aanpak, gericht op geïntegreerd, gedifferentieerd en ICTondersteund<br />
werken, is verwerkt.<br />
8<br />
Leerpakket elektriciteit<br />
theoretisch-technische specifi ek-technische<br />
studierichtingen<br />
gedifferentieerd<br />
studierichtingen<br />
Industriële wetenschappen geïntegreerd<br />
Techniek-wetenschappen<br />
Elektriciteit-elektronica<br />
Elektromechanica<br />
ICT-ondersteund<br />
Elektrotechnieken<br />
leerboeken<br />
leerboeken<br />
reeks A<br />
laboboek<br />
reeks reeks B<br />
doorstromingsgericht doorstromingsgericht cd-rom<br />
praktijkgericht<br />
Deel A-1 Deel AB-1 Deel B-1<br />
Gelijkstroomtheorie Gelijkstroomtheorie Gelijkstroomtheorie<br />
Deel A-2 Deel AB-2 Deel B-2<br />
Elektromagnetisme Elektromagnetisme Elektromagnetisme<br />
en elektrostatica en elektrostatica en elektrostatica<br />
Deel A-3 Deel AB-3 Deel B-3<br />
Wisselstroomtheorie Wisselstroomtheorie Wisselstroomtheorie<br />
Deel A-4 Deel AB-4 Deel B-4<br />
Gelijkstroommachines Gelijkstroommachines Gelijkstroommachines<br />
Deel A-5 Deel AB-5 Deel B-5<br />
Wisselstroommachines Wisselstroommachines Wisselstroommachines<br />
Het leerboek deel A-2 handelt over het elektromagnetisme en de elektrostatica van het vak ‘Elektriciteit<br />
en lab’. Technische voorkennis vind je in deel A-1. De theoretische diepgang van de leerinhoud<br />
is bepaald door de leerplandoelstellingen van de theoretisch-technische studierichtingen.<br />
De leerstofelementen zijn structureel zodanig samengesteld dat de opbouw beantwoordt aan de<br />
wetenschappelijk onderbouwde structuur van het SI-eenhedenstelsel.<br />
Uitgaande van het magnetisme komt in dit deel de samenstelling van een gesloten elektromagnetische<br />
kring aan bod. De afgeleide magnetische grootheden en eenheden zullen naargelang de<br />
leervorderingen, vanuit de basisgrootheden en de grondeenheden stelselmatig toegelicht worden.<br />
Daarna bespreken we naar analogie met het magnetisch veld het gedrag van ladingen in een<br />
elektrisch veld.<br />
In leerboek A-1 hebben we uitsluitend de eigenschappen van een eerste passieve component, de<br />
weerstand, bestudeerd. Hier behandelen we de twee andere passieve componenten: de spoel in<br />
het elektromagnetisme en de condensator in de elektrostatica.
Change language