Teken de situaties eens en beredeneer dan wat het antwoord moet zijn

Ik kom alsnog op dat Q dan kleiner is dan S

Dag Liz,
Er is al overeenstemming over de volgorde RQP. Goed.
De volgorde van Q en S hangt af van de afstanden in figuur a en b.
De afstand tussen de twee draden is in beide figuren ongeveer even groot.

• Eerste verschil tussen figuur a en b
De afstand van de rechter draad tot S in figuur b is groter dan de afstand van de rechter draad tot Q in figuur a. Wat dit betreft, kan het veld in S zwakker zijn dan in Q.
• Tweede verschil tussen figuur a en b
In S wordt het veld dat de rechter draad opwekt, versterkt door het veld dat de linker draad opwekt. In Q wordt het veld dat de rechter draad opwekt, verzwakt door het veld dat de linker draad opwekt.
• Derde verschil tussen figuur a en b
In figuur a is de stroomsterkte in de linker draad 1,0 A en in figuur b is dat 2,0 A.
Door het tweede en derde verschil samen kan het veld in S sterker zijn dan in Q.

Wat geeft de doorslag voor de volgorde van Q en S? Laten we meten in de figuren.
De magnetische inductie op een afstand r van een draad waarin de stroomsterkte I is, is recht evenredig met I/r (Binas tabel 35D3).
B_R is de magnetische inductie opgewekt door de Rechter draad.
B_L is de magnetische inductie opgewekt door de Linker draad.
∼ betekent dat de evenredigheidsfactor μ/(2·π) wordt weggelaten.
Afstanden tot Q en S gemeten op mijn scherm.
Figuur a → B_R–B_L ∼ (2 A)/(1,7 cm)–(1 A)/7,0 cm)=1,034 in Q
Figuur b → B_R+B_L ∼ (2 A)/(2,2 cm)+(2 A)/7,5 cm)=1,176 in S
Het veld in S is sterker dan in Q.
Het tweede en derde verschil winnen samen van het eerste verschil.
Als je een kortere uitleg hebt, hoor ik het graag.

Als het verschil tussen de afstand van S tot de rechter draad en de afstand van Q tot de rechter draad nog een stuk groter zou zijn dan in deze figuren, zou het eerste verschil de overhand krijgen en zou het veld in Q groter zijn dan in S.

Groet, Jaap

Dag Liz,
Je natuurkundejuf mag ook wel eens een sommetje maken, vind je niet?
Je kunt haar de volgende opgave laten maken over figuur 10.47. Gegeven:
• de stroomsterkte en stroomrichting in de draden zijn zoals in figuur a en b
• de afstand van Q tot het midden van de rechter draad is r
• de afstand van tussen de middens van de twee draden is 4·r in elke figuur
• de afstand van S tot het midden van de rechter draad is x
• de magnetische inductie in S is even groot als in Q
Bereken exact de afstand x, uitgedrukt in r.
Als de uitkomst van de juf fout is, moet ze trakteren.
Groet, Jaap