De draaiende kaarsjes (demonstratie Lorentzkracht)

In een glazen bakje wordt een beetje zuur geschonken (uit praktische overwegingen heb ik voor VERDUND zwavelzuur gekozen, in feite lukt deze proef met elk verdund zuur). Langs de binnenwand van het glazen bakje bevindt zich een koperen ring. Er wordt zoveel zuur in het bakje gegoten dat de koperen ring helemaal "onder zuur" staat.

Middenin het bakje (in het zuur dus) staat een koolstof staaf. Die koolstof staaf wordt verbonden met de pluspool van een spanningsbron (12V), de koperen ring wordt verbonden met de minpool van diezelfde spanningsbron.

Het glazen bakje staat op een spoel met ijzeren kern. Die spoel wordt aangesloten op een ANDERE gelijkspanningsbron (ook 12V). Hierdoor wordt de spoel een magneet (een zogenaamde elektromagneet). De sterkte en richting van het magnetisch veld bijven tijdens deze proef gelijk.

In het zuur worden een paar drijfkaarsjes gelegd, die kaarsjes worden aangestoken. Beide spanningsbronnen worden aangezet.

De vloeistof in het bakje begint te bruisen, het zuur wordt langzaam ontleed (elektrolyse). Af en toe is er een knalletje te horen, dit komt doordat er bij de elektrolyse van het zuur explosief waterstofgas ontstaat. De kaarsjes gaan langzaam ronddraaien, voor dit laatste verschijnsel is de Lorentzkracht verantwoordelijk. De richting van de Lorentzkracht (dus de draairichting van de kaarsjes) is te vinden met behulp van de linkerhandregel.

Die regel luidt als volgt:
Neem je linkerhand en vang het magneetveld (denkbeeldig) op in je handpalm. Zorg ervoor dat je vingers in de richting van de stroom wijzen. Je duim geeft dan de richting van de Lotentzkracht aan.

Na een tijdje wordt de spanningsbron die het bakje met zuur van stroom voorziet, uitgezet. Nu wordt het koolstof staafje verbonden met de - en de koperen ring met de + van de spanningsbron. Als de spanningsbron wordt aangezet, gaan de kaarsjes in tegengestelde richting draaien (ra ra, hoe kan dat?).

Deze proef werd vroeger regelmatig gedemonstreerd in de bovenbouw van het havo en het vwo, maar is helaas in de vergetelheid geraakt. Jammer!

Category:

Science & Technology

Tags:

• draaiende
• kaarsjes
• linkerhandregel
• zwavelzuur
• proef
• natuurkunde
• practicum
• Lorentzkracht
• magneet
• elektriciteit
• elektromagneet
• magnetisch
• veld

[Zoetepasweiden]

Als de richting van het magnetisch veld wordt omgedraaid, verandert ook de richting van de Lorentzkracht (linkerhandregel). Hierdoor gaan de kaarsjes de andere kant op draaien als de stroom in de elektromagneet wordt omgepoold.

[Zoetepasweiden]

@Hydroxybenzeen:

Die spoel onder het bakje wordt gebruikt als elektromagneet. Als er een elektrische stroom door een spoel gestuurd wordt, gaat die spoel zich als een magneet gedragen. De ene kant van de spoel wordt een noordpool, de andere een zuidpool.

De richting van het magnetisch veld is afhankelijk van de stroomrichting: als + en - worden omgedraaid, zal ook de richting van het magnetisch veld worden omgedraaid (noord wordt zuid en zuid wordt noord, zeg maar).

[Hydroxybenzeen]

Vervelend als mensen op de achtergrond het wilhelmus gaan zingen:p. Nu even serieus, waar dient die spoel onder het bakje voor?

Gr. hydroxybenzeen (aka pyrochemistry)