In figuur 3.6 zijn zes situaties getekend waarbij stroomdraden in de hoeken van het vierkant loodrecht op het papier staan. De stroom door de draden is telkens even groot, maar gaat ofwel het papier in, ofwel het papier uit.
a) Orden de figuren A, B, ..., F naar de magnetische veldsterkte in het snijpunt van de diagonalen van groot naar klein. Geef ook aan in welke situaties de veldsterktes even groot zijn. Leg telkens duidelijk uit hoe je aan je antwoord komt.
Antwoord vraag (a)
Als een stroomdraad het papier inloopt (kruisje), dan is de stroom rechtsom (met de wijzers van de klok mee). Als een stroomdraad het papier uitloopt, is de stroom linksom. Voor situatie A kun je de bijdragen van de 4 stroomdraden voor de veldsterkte in het middelpunt tekenen: om elke stroomdraad een cirkel tekenen die door het middelpunt van het vierkant loopt, en met een pijl de richting van het veld tekenen in het middelpunt.
Je ziet hier dat het netto resultaat geen magnetisch veld oplevert in het midden (alle pijlen heffen elkaar op). Hetzelfde geldt voor situaties B en C (zelf tekenen!). Ook hier zullen de pijlen elkaar opheffen en dus geen magnetisch veld veroorzaken in het middelpunt. In situatie D krijg je het volgende resultaat als je de pijlen tekent:
Dit geeft dus een netto veld van '2 pijlen groot' naar rechtsonder. In situatie E krijg je een combinatie van 2 pijlen naar linksboven en 2 pijlen naar rechtboven. Met de kop-staart methode vind je dan een magnetisch veld naar boven gericht, sterker dan in situatie D. In situatie F krijg je een magnetisch veld naar rechtsboven, even sterk als in situatie D.
Dus van groot naar klein: E, F, D, A, B, C. In situaties A, B en C is de veldsterkte even groot, en in situaties D en F is de veldsterkte even groot.
Deze opgave komt uit de vwo-module 'Elektrische en magnetische velden' van het project NiNa, die de auteurs voor de pilot van het NiNa-examenprogramma hebben ontwikkeld. Via het menu hieronder kom je in de e-versie van die module op natuurkunde.nl.
| Vorige opgave | Terug naar: 3.1 Stroomvoerende draden | Overzicht opgaven Elektromagneten | Volgende opgave |
