Welkom bij rdzl. Je dagelijkse portie raadsels, puzzels en breinbrekers.

Vandaag is het 18 November 2017

Voeg toe via:

Spanningsprobleem - wetenschaps rdzl

Moeilijkheid: 

   Waardering: 1.9/5.0

Deel dit rdzl:  

In de figuur hiernaast is een elektrisch circuit getekend. In het midden van het circuit bevindt zich een oneindig lange staaf aangeduid met een grijze cirkel. In deze staaf wordt door middel van een spoel een oscillerend magneetveld aangebracht. In het circuit bevinden zich twee weerstanden, met waarden R1 en R2. De wisselspanning V1 en V2 over de weerstanden worden gemeten met twee perfecte wisselspanningsmeters.

Hoe verhouden de gemeten spanningen V1 en V2 zich tot elkaar?
a) V1 : V2 = R2 : R1
b) V1 : V2 = 1 : 1
c) V1 : V2 = R1 : R2
d) V1 = V2 = 0
e) iets anders.
spanningsbron

Uitleg

Antwoord c) is het juiste antwoord, de verhouding is V1 : V2 = R1 : R2. Dit antwoord lijkt nogal raar omdat dit betekent dat in dit voorbeeld de positie van de voltmeter uitmaakt voor de te meten waarden! Dit komt doordat er een veranderend magneetveld in het elektrisch circuit zit. Een veranderend magneetveld veroorzaakt een elektrische stroom in de binnenste lus en dus een spanning over de weerstanden R1 en R2. Er geldt nu niet (zoals meestal het geval is) dat de spanning in een gesloten lus optelt tot nul. Met behulp van de wet van Faraday kan je laten zien dat V1 + V2 = - de verandering van de magnetische flux per tijdseenheid in de gesloten lus.
Om de spanning over de weerstand R1 en R2 te berekenen, kun je gewoon de wet van Ohm gebruiken. De stroom I in de binnenste lus is overal gelijk. Dus V1 = R1 * I en V2 = R2 * I. Hieruit volgt dat V1 : V2 = R1 : R2