Practicum: Magnetisme en elektromagneet – NaSk1 Klas 3 VMBO-T

In dit practicum voor klas 3 VMBO-T onderzoek je de eigenschappen van permanente magneten en bouw je een elektromagneet. Je meet hoe het aantal windingen en de stroomsterkte de magneetkracht beïnvloeden, en je koppelt aan toepassingen zoals de dynamo en de transformator.

Leerdoel

Na dit practicum kun je de eigenschappen van een magneet beschrijven (Noord/Zuidpool, magneetveld), een elektromagneet bouwen en zijn kracht varieren (windingen, stroom, ijzeren kern), het werkingsprincipe van een dynamo uitleggen (beweging → elektriciteit), en dat van een transformator (wisselstroom, windingverhouding).

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: VMBO-T klas 3 | Vak: NaSk1 | Domein: C Elektrische energie | Magneet, magneetveld, elektromagneet, windingen, dynamo, transformator, inductie

Benodigdheden

• Staafmagneet, kompasnaaldjes of ijzervijlsel + papier
• IJzeren bout (kern), emailedraad (≈0,5 mm), voeding (3–6 V DC)
• Paperclips (voor krachtstest), amperemeter
• Dynamo-demonstratieset of fietsdynamo (optioneel)

Achtergrondinformatie

Een permanente magneet heeft altijd een Noord- en Zuidpool. Gelijke polen stoten af; ongelijke trekken aan. Magneetveld: de ruimte rondom een magneet waar de magnetische kracht werkt. Een elektromagneet is een spoel van draad om een ijzeren kern. Als er stroom doorheen vloeit, wordt het een magneet. De kracht hangt af van: aantal windingen (N), stroomsterkte (I) en kernmateriaal. Dynamo: beweging van een magneet in een spoel wekt stroom op (inductie). Transformator: U₂/U₁ = N₂/N₁ (wisselstroom nodig).

Werkwijze

Proef A – Magneetveld zichtbaar maken

1. Leg een vel papier over een staafmagneet. Strooi ijzervijlsel over het papier. Klop voorzichtig. Teken het gevormde patroon (veldlijnen) na.

Proef B – Elektromagneet bouwen

1. Wikkel 20 windingen emaildraad om de ijzeren bout. Sluit aan op 3 V. Tel hoeveel paperclips je kunt ophangen. Noteer.
2. Verhoog tot 40 windingen (gelijke stroom). Hoeveel paperclips nu?
3. Houd windingen gelijk (40), verhoog de spanning naar 6 V (meer stroom). Wat verandert?

Meettabel Proef B

Verwerkingsvragen

1. Noem twee manieren om de elektromagneet sterker te maken.
2. Verklaar het principe van een dynamo: hoe wordt beweging omgezet in elektriciteit?
3. Een transformator heeft 500 windingen aan de primaire kant (230 V). Hoeveel windingen zijn nodig aan de secundaire kant voor 12 V?

Uitwerking

V1: (1) Meer windingen: een groter aantal windingen vergroot het magneetveld. (2) Grotere stroomsterkte: meer stroom = sterker magneetveld. Bonus: een betere ijzeren kern (zacht ijzer geleidt magneetveld beter dan lucht of niet-magnetisch materiaal).

V2: In een dynamo beweegt een magneet in of langs een spoel (of omgekeerd). Door de beweging verandert de magnetische flux door de spoel voortdurend. Volgens de wet van inductie (Faraday) wekt een veranderende flux een elektrische spanning op → er vloeit stroom. Meer beweging (hogere snelheid) = meer stroomproductie.

V3: U₂/U₁ = N₂/N₁ → N₂ = N₁ × U₂/U₁ = 500 × 12/230 = 26 windingen.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert elektromagneetsets, ijzervijlsel, staafmagneten en dynamo- demonstratiesets voor elektromagnetisme-praktika in het voortgezet onderwijs.

Bekijk het assortiment scheikunde artikelen Bekijk het assortiment natuurkunde artikelen of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.