Energieoverdracht aan een elektromotor
Ton stelde deze vraag op 13 juli 2024 om 19:53.Als er elektriciteit naar een elektromotor stroomt vloeien er elektronen door de spoelen in de motor. Wat gebeurt er met die elektronen? Verliezen die energie? Of verdwijnen die in de spoelen van de motor?
Reacties
Die elektronen bewegen domweg van - naar plus (of de denkbeeldige positieve stroomlading van + naar - ) en verliezen daarbij energie. En wel voor elk elektron E = qU (q=lading elektron, U = spanningsverschil, bijv 1,5 V of 230 V)
Hoe stel je "verdwijnen" voor? Alles in een zwart gat? Een gat dat een enorme elektrische lading krijgt van al die elektronen?
Theo,
Hoe kan een elektron energie verliezen? Door naar een lagere schil te springen? En hoe krijgt het bij de bron (bijvoorbeeld een dynamo) meer energie?
Hoe kan een bal die de heuvel afrolt zwaarte-energie verliezen? Op dezelfde manier verliest een elektron bij het verplaatsen (buitenom batterij of dynamo) van lage potentiaal (min) naar hoge potentiaal (plus) elektrische energie (ΔE = qΔU).
Schillen springen is niet iets wat elektronen in dit geval doen. Hooguit binnen een atoom. Maar elektronen in stroom horen niet bij een bepaald atoom maar springen van atoom naar atoom (binnen de geleidingsband).
Bij de bron krijgt het energie op dezelfde manier zoals je met de hand een bal weer de heuvel opduwt (jij levert daarmee de energie). Bij dynamo's (of binnendoor in batterijen) beweegt een elektron van hoge (plus) naar lage (min) potentiaal. De energie daarvoor haalt het uit de bron die de dynamo laat draaien: bijv. spierkracht via trappen op een fiets, verbranding van gas of steenkool die stoom verhit en dynamo's doet draaien, een chemische reactie (die bij oplaadbare batterijen goeddeels omkeerbaar is) e.d.
Hardstikke duidelijke uitleg. Er schoot me ineens te binnen dat je de werking van elektriciteit kunt vergelijken met het gedrag van water. Bij een waterval die een waterrad aandrijft verandert er niets aan de watermoleculen die het rad treffen. Ze zijn alleen hun potentiële energie kwijt, net als jouw bal die de heuvel afrolt.
Ik heb nog een vraag. Ik heb les gegeven m.b.t ethernet. De natuurkundige achtergrond heb ik nooit begrepen. Bij ethernet is er sprake van een stroomdraad waaraan diverse knooppunten zitten die mbv pulsen nullen en enen op de stroodraad kunnen zetten Loopt er dan een elektronenstroom door de draad of wordt alleen het voltage afwisselend verhoogd en verlaagd?
De internet signalen zijn niet anders dan welk signaal ook dat door een stroomkabel wordt gestuurd (zoals "geluid" naar luidsprekers, videobeelden naar televisiescherm).
Deze signalen zijn gemoduleerd bovenop een draaggolf die een wisselstroom is. Modulatie kan door de vaste amplitude groter en kleiner te maken (AM) of door de frequentie van de wisselstroom te veranderen bij vaste amplitude (FM). Bij audio en video zijn dit telkens wisselende signalen afhankelijk van welke tonen of kleuren je wilt overdragen. Bij internetsignalen gaat het alleen om nul/een waarden en is de modulatie dienovereenkomstig simpeler.
De werkelijkheid is complexer door de vele protocollen voor (de)modulatie (zie bijv https://en.wikipedia.org/wiki/Data_communication).
Maar kortweg: wisselstroom. De elektronen schuiven wat heen en weer maar doorlopen niet de hele draad (maar aanzien elektronen aan beide uiteinden van de draad hetzelfde doen komt het signaal dus wel over)
Bedankt Theo
Het is simpeler dan ik dacht.