Springen naar inhoud

[natuurkunde] Profielwerkstuk onweer


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Ego Brain

    Ego Brain


  • 0 - 25 berichten
  • 2 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 12 november 2008 - 10:47

Hallo,

voor ons profielwerkstuk willen we het onderwerp onweer nemen. We hadden hierbij 2 proeven gevonden: de Kelvindruppelaar of de elektriseermachine van Wimshurst. Echter wil onze 'begeleider' dat we berekeningen aan het practicum. Op Internet hebben we niks kunnen vinden waar je berekeningen aan kan maken, dus hierbij de vraag: Weet iemand nog een proef met de betreking tot dit onderwerp waar wel iets aan kunnen berekenen ůf iets aan de bovengenoemde machines dat we kunnen berekenen?

Bij voorbaat dank,

Tom & Eelco
6v

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

StrangeQuark

    StrangeQuark


  • >1k berichten
  • 4160 berichten
  • VIP

Geplaatst op 12 november 2008 - 11:00

Je zou eigenlijk dan eens moeten gaan rekenen aan doorslagspanningen (wanneer dus bliksem door de lucht heen gaat). Er zijn veel verschillende waardes te vinden op het web (rond de 10 tot 50 kV per centimeter lucht) en het zou wellicht leuk zijn als jullie zelf opzoek gaan naar een waarde. Je moet dan dus berekenen hoeveel potentiaal je nodig hebt om de elektronen van de atomen te strippen zodat je vrije ladingsdragers krijgt. Op de wiki bij de Vandegraaff generator staat:

Since a Van de Graaff generator can supply the same small current at almost any level of electrical potential, it is an example of a nearly ideal current source. The maximum achievable potential is approximately equal to the sphere's radius multiplied by the e-field where corona discharges begin to form within the surrounding gas. For example, a polished spherical electrode 30 cm in diameter immersed in air at STP (which has a breakdown voltage of about 30 kV/cm) could be expected to develop a maximum voltage of about 450 kV. Van de Graaf generators often have ground wires.


Dit is dus een berekening over hoeveel potentiaal je maximaal op de vandegraaff generator (De Wimhurst werkt met twee platen, de Kelvingenerator met druppels en de Van de Graaff generator werkt met een lopende band) kan zetten. Ik neem aan dat je dergelijke overwegingen ook kan doen bij de andere methodes. Je zou dan die drie tegenover elkaar kunnen zetten, en kunnen berekenen hoe groot het apparaat moet zijn om bliksem te maken zoals de natuur dat doet (de 3 miljoen volt of wat het ook was, dat weten jullie nu wellicht beter).

Verder is het statische verhaal nogal een ingewikkeld effect dat volgens mij werkt met het triboelectrische effect, waar dus bepaalde materialen automatische ladingsdragers aan elkaar afgeven, je zou wellicht theoretisch erin kunnen duiken hoe dat precies werkt (let op is wel ingewikkeld, maar wel een leuke uitdagen misschien (geen idee nog)). Vervolgens kan je dan berekenen of er ook andere materialen zijn waarmee de apparaten beter zouden werken. Kan je ze optimaliseren. We nemen de materialen die we nu gebruiken voor die apparaten, omdat het stevige materialen zijn omdat de krachten nogal groot zijn, maar wat nou als je dat probleem niet hebt en je gewoon een theoretische machine kan maken, dan kan je misschien bedenken welke materialen beter zouden zijn (misschien blijkt het wel dat je een lopende band beter van mensen huid kan maken dan van rubber, ik hoef je niet uit te leggen waarom dat nu niet wordt gedaan. :D ).

Je zou ook eens kunnen kijken hoeveel energie je nu in een Van de Graaff of Wimhurst of Kelvin generator stopt en hoeveel energie er in het potentiaal zit. 450 Duizend volt klinkt als heel veel, maar hoeveel energie is dat nou en hoeveel energie heeft het je gekost om al die ladingsdragers te scheiden en bovenal, hoeveel energie heb je in het draaien van de lopende band/Wimhurst schijven/motor voor de waterdruppels gestopt om het potentiaal voor elkaar te krijgen. Dan kan je een rendement berekenen.

CERN met de gigantische deeltjes versneller gebruikt VEEL energie om haar deeltjes te versnellen (zoveel dat in de winter CERN altijd gesloten is, omdat het verwarmen van Geneve en de deeltjesversneller samen teveel stroom trekken voor de elektriciteitscentrale!), hoe groot zou je elektrostatische machine moeten zijn om elektronen met een dergelijke snelheid te versnellen? Je zou theoretisch met zo'n potentiaalverschil als je opwekt met je elektrostatische machines deeltjes kunnen versnellen, net zoals de ouderwetse TV werkt. Een gigantisch potentiaal verschil (30kV) in je TV zorgt ervoor dat elektronen versneld worden naar de plaat aan de voorkant waar ze terecht komen op fosfor vlekjes die een bepaalde kleur licht geven wanneer het elektron erop valt.

Dit zijn zomaar wat ideeen die in me op komen.

Verder verplaats ik het onderwerp omdat dit huiswerk of practica is. Let op als je daar iets post moet je ook de vaknaam tussen blokletters ervoor plaatsen. Op deze manier komen mensen sneller op je vraag af die iets afweten van natuurkunde.
De tekst in het hierboven geschreven stukje kan fouten bevatten in: argumentatie, grammatica, spelling, stijl, biologische of scheikundige of natuurkundige of wiskundige feiten kennis. Hiervoor bied StrangeQuark bij voorbaat zijn excuses aan.

#3

Ego Brain

    Ego Brain


  • 0 - 25 berichten
  • 2 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 13 november 2008 - 10:55

Als eerste bedankt voor al deze informatie :D

Naar ons weten houdt potentiaal vermogen in. Dat is dus de stroomsterkte keer de spanning. In de quote van wiki staat echter een berekening voor de spanning op de Vandegraaff generator. Overigens hebben we het zojuist besproken met onze 'begeleider'. Hij zegt dat we door luchtvochtigheidsgraad zo uiteenlopende getallen vinden dat we geen goede berekeningen kunnen maken en dat we de maximale spanning van de vandegraaff generator (450kV) nooit zouden kunnen halen/meten. Het komt er dus op neer dat hij onze ideeŽn nog uw ideeŽn geslaagd vindt. Hij zegt dat we met dit onderwerp geen proef kunnen doen waar we voldoende aan kunnen berekenen.

Helaas zal het erop neerkomen dat we een ander onderwerp moeten kiezen.

Nogmaals bedankt voor de hulp!
Tom & Eelco

#4

StrangeQuark

    StrangeQuark


  • >1k berichten
  • 4160 berichten
  • VIP

Geplaatst op 13 november 2008 - 11:07

Ben ik niet helemaal met hem eens, maar hij is de leraar dus jullie doen er denk ik het beste aan om de raad op te volgen. Je zou natuurlijk de luchtvochtigheid kunne proberen te berekenen met de maximale spanning op de Van de Graaff apparaat. Het potentiaal is trouwens niet vermogen, maar gewoon spanning.

Succes met jullie PWS
De tekst in het hierboven geschreven stukje kan fouten bevatten in: argumentatie, grammatica, spelling, stijl, biologische of scheikundige of natuurkundige of wiskundige feiten kennis. Hiervoor bied StrangeQuark bij voorbaat zijn excuses aan.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures