Foto Spijker elektromagneet pakt ringen op |https://www.flickr.com/photos/stevewilhelm/21583583 |Steve Wilhelm |https://www.flickr.com/photos/stevewilhelm/ |CC Attribution-NonCommercial-ShareAlike 2.0 Generic |https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.0/

Elektriciteit en Magnetisme

In de paragraaf over de transformator heb je geleerd dat een elektrische stroom in een spoel een magnetisch veld opwekt. In deze paragraaf leer je meer over het verband tussen elektriciteit en magnetisme.

Ladingen

Stoffen bestaan uit moleculen en moleculen uit atomen. Atomen hebben een kern met positive protonen en neutrale neutronen. Om de kern zitten negative elektronen. Dit zijn positive en negative elektrische ladingen. In een spanningsbron zoals een batterij of een voeding zitten bij de + pool meer positive ladingen en bij de - pool meer negatieve ladingen. Dit gaat dan over protonen en elektronen. Protonen zitten vast in de kern en kunnen daardoor niet bewegen. In een metaal zijn de elektronen vrij en kunnen wel vrij bewegen. Hierdoor kan een elektrische stroom ontstaan tussen een + pool en een - pool.

door Colorado.edu

Foto Magneetspel |https://commons.wikimedia.org/wiki/File:M_tic.jpg |fir0002 |https://en.wikipedia.org/wiki/User:Fir0002 |Creative Commons license: Attribution NonCommercial Unported 3.0 |https://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/

Magneten

Een magneet heeft een magneetveld. Dat loopt van de noordpool naar de zuidpool. Een magneetveld teken je met een pijl en geef je aan met de letter B. De richting van een magneetveld is belangrijk. Het veld begint bij een noordpool en wijst naar een zuidpool. Een compas wijst altijd in de richtin van het magneetveld. Een compast wijst dus richting de zuidpool.

Magnetisch veld als gevolg van elektrische stroom

Als geladen deeltjes stil staan hebben ze geen interactie met een magnetisch veld. Pas als ze bewegen maken ze een magnetisch veld. Als een + lading omhoog beweegt ontstaat er een linksom draaiend magnetisch veld. Als een + lading omlaag beweegt is het magnetische veld rechtsom. Voor een - lading is het omgekeerd.

Om het magnetische veld te vergroten kan van een draad een spiraal gevormd worden. Zo draagt ieder stukje draad op dezelfde manier bij aan het opbouwen van een magnetisch veld.

Natuurkundige grootheden
Grootheid Symbool Eenheid
Elektrische stroom I ampère A
Kracht F Newton N
Magnetisch B veld B Tesla T

Illustratie Magneetveld rond draad |https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Electromagnetism.svg |Stannered |https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Stannered |Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported |https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en

Wat is het symbool voor elektrische stroom? (stroomsterkte)

I

Wat is de eenheid van elektrische stroom?

A Ampere

Wat is het symbool voor een magneetveld?

B

Wat is de eenheid van een magneetveld?

T Tesla

Een magneetveld loopt van [[noordpool//zuidpool]] naar de [[noordpool//zuidpool]]

Een magneetveld loopt van de noordpool naar de zuidpool

Een kompas wijst naar de [[noordpool//zuidpool]] van een magneet

Een kompas wijst naar de zuidpool van een magneet

Een elektrische stroom omhoog veroorzaakt een [[rechtsom//linksom]] draaiend magneetveld.

Een elektrische stroom omhoog veroorzaakt een linksom draaiend magneetveld.

Een elektron schiet voor je langs van rechts naar links. In welke richting zal jij een magneetveld meten?

Omlaag. Een elektron is negatief dus de stroom is van links naar rechts. Met de rechterhand-regel heb je je duim naar links draait het magneet naar je toe.

Illustratie Rechterhand regel |https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Manoderecha.svg |Jfmelero |https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Jfmelero |Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International, 3.0 Unported |https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/

Geef in deze tekening aan waar de noord- en zuidpool van de magneet zit.

De noordpool zit links en de zuidpool rechts

Er loopt elektrische stroom door de draad. Je houdt direct boven de draad een kompas. Geef aan in welke richting het compas zal wijzen.

Het kompas wijst schuin naar rechts-onder.

Als je een kompas bij een snoer van een strijkijzer houdt is er geen duidelijk magnetisch veld te ontdekken terwijl er wel elektrische stroom door het snoer gaat. Leg uit waarom je geen duidelijk magnetisch veld meet.

Er zitten 2 draden in het snoer met omgekeerde stroomrichtingen dus die werken elkaars magneetveld tegen.

Een snoer verbindt de + en - pool van een batterij. In welke richting gaat het magneetveld bij punt A, B, C en D?

A: de tafel in (omlaag)
B: De tafel uit (omhoog)
C: De tafel uit (omhoog)
D: De tafel in (omlaag)

Een proton beweegt van links naar rechts. Teken het magneetveld.

Een elektron beweegt van links naar rechts. Teken het magneetveld.

Lorenz kracht

Bij een bestaand magnetisch veld kan een bewegende elektrische lading een kracht veroorzaken. Wanneer een lading omhoog beweegt in een magnetisch veld dat van je af gericht is zal de lading een kracht naar links ondervinden. Deze situatie kan in alle richtingen gedraaid worden en voor negatieve ladingen is het omgekeerd.

Illustratie Lorenz Kracht |https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Regla_mano_derecha_Laplace.svg |Jfmelero |https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Jfmelero |Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International, 3.0 Unported |https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/

In welke richting staat de kracht op de draad?

Omhoog. Rechterhand-regel:
- Duim (I) van je af,
- Vingers (B) van noord naar zuid dus naar links,
- Palm van je hand (F) is dan omhoog.

Er loopt een magneetveld van boven naar beneden. Door een draad loopt van rechts naar links elektrische stroom. Hoe staat de kracht op de draad?

Naar je toe. Rechterhand-regel:
- Duim (I) naar links,
- Vingers (B) omlaag,
- Palm van je hand (F) is dan naar je toe.

Een kompas wijst naar het noorden. Teken het magnetisch veld om de aarde.

Positive alfa deeltjes worden door de zon afgeschoten op de aarde. In welke richting worden de deeltjes afgebogen door het magnetische veld van de aarde?

Naar je toe. Rechterhand-regel:
- Duim (I) naar aarde toe,
- Vingers (B) omhoog,
- Palm van je hand (F) is dan in oostelijke richting van de aarde.