Magnetisch Veld Rond Een Geleider
Dit artikel behandelt het magnetisch veld rond een geleider. Het is een onderwerp dat vaak verkeerd begrepen wordt, dus we zullen dieper ingaan op wat een magnetisch veld precies is en hoe het ontstaat. We bespreken ook de veldsterkte, de invloed op omliggende objecten, enkele toepassingen van magnetische velden, en hoe je de sterkte van een magnetisch veld kunt meten.
Wat is een magnetisch veld?
Een magnetisch veld is een gebied rond een magneet waar het een kracht uitoefent op andere magneten, of waar de magnetische kracht detecteerbaar is. Magnetische velden zijn onzichtbaar, maar ze zijn verantwoordelijk voor de meest kenmerkende eigenschap van een magneet: een kracht die ferromagnetische materialen, zoals ijzer, aantrekt of andere magneten afstoot. Magnetische velden omringen en doordringen alle materie, zelfs mensen.
Magnetisch veld
Hoe wordt een magnetisch veld gecreëerd?
Een magnetisch veld ontstaat wanneer een elektrische stroom door een geleider vloeit. Dit komt doordat een bewegende elektrische lading een magnetisch veld genereert. De sterkte en richting van het magnetisch veld zijn afhankelijk van de hoeveelheid stroom en de stroomrichting. Magnetische velden kunnen ook worden gecreëerd door permanente magneten (staafmagneten). Deze zijn gemaakt van materialen die van nature goede geleiders van elektriciteit zijn, zoals ijzer. De moleculen in deze materialen richten zich uit in rijen, wat een sterk magnetisch veld creëert. Wanneer je een geleider dicht bij een magneet brengt, beïnvloedt het magnetisch veld van de magneet de bewegende ladingen in de geleider. Dit veroorzaakt inductiestroom, waardoor een stroomvoerende geleider ontstaat, die zijn eigen magnetisch veld creëert. Deze twee velden beïnvloeden elkaar, resulterend in een kracht die de objecten aantrekt of afstoot.
Kenmerken van permanente magneten
Magnetische Veldsterkte
De sterkte van een magnetisch veld wordt bepaald door de hoeveelheid stroom die door de geleider vloeit die het magnetisch veld heeft geproduceerd. Hoe groter de stroom, hoe sterker het magnetisch veld.
Magnetische veldlijnen worden gebruikt om de sterkte van een magnetisch veld uit te drukken. Dichtbij elkaar liggende magnetische lijnen duiden op een sterk magnetisch veld in dat gebied, terwijl verder uit elkaar liggende lijnen duiden op een zwakker magnetisch veld in dat gebied.
Spoelen
De sterkte van een magnetisch veld hangt af van het aantal wikkelingen in de spoel van draad die het heeft gecreëerd. Hoe meer wikkelingen er zijn, hoe sterker het magnetisch veld. Een opgerolde geleider wordt vaak een solenoïde genoemd.
Interactie van Magnetische Velden
De sterkte van een magnetisch veld kan worden beïnvloed door de aanwezigheid van andere magnetische velden. Als er twee magnetische velden aanwezig zijn, zullen ze met elkaar interageren en zal de sterkte van elk individueel veld worden verminderd.
Afstand en Veldsterkte
De sterkte van een magnetisch veld neemt af met de afstand. Hoe verder je van de bron van het veld bent, hoe zwakker het zal zijn. Al deze factoren dragen bij aan de sterkte van een magnetisch veld.
Magnetische Veldrichting
De richting van een magnetisch veld is de richting waarin een noordpool zou bewegen als deze in het veld zou worden geplaatst; het tegenovergestelde van de noordpool is de zuidpool. De richting van het veld kan worden weergegeven door krachtlijnen, die worden getekend om de richting te tonen waarin een noordpool zou reizen. Deze krachtlijnen kunnen worden gebruikt om de richting van het veld op elk gegeven punt te tonen. De richting van het veld kan ook worden bepaald met behulp van een kompas. Wanneer een kompas in een magnetisch veld wordt geplaatst, wijst de naald in de richting van het veld. De richting van het veld kan worden bepaald door zijn effect op bewegende ladingen. Een lading die door een magnetisch veld beweegt, zal een kracht ervaren die loodrecht staat op zowel de richting van het veld als de bewegingsrichting; deze kracht kan worden gebruikt om de richting van het veld te bepalen.
Magnetische Veldrichting
Eigenschappen van Magnetische Velden
Er zijn enkele eigenschappen van een magnetisch veld die belangrijk zijn om te overwegen:
- Een daarvan is de sterkte, die wordt bepaald door het aantal aanwezige magnetische deeltjes.
- Een andere is de richting, die noord-zuid of zuid-noord kan zijn.
- De polariteit bepaalt hoe de deeltjes zijn uitgelijnd, waarbij positieve deeltjes worden aangetrokken tot negatieve polen en vice versa.
Deze eigenschappen werken samen om het algehele effect van een magnetisch veld te creëren.
Toepassingen van Magnetische Velden
Magnetische velden worden op verschillende manieren gebruikt, waaronder het opwekken van elektriciteit, het aandrijven van MRI-machines en het laten zweven van treinen. Magneten worden gebruikt om gegevens op te slaan op harde schijven en creditcards, en spelen een essentiële rol in veel moderne technologieën. Het magnetisch veld van de aarde beschermt ons zelfs tegen schadelijke kosmische straling, wat essentieel is voor ons overleven.
Effecten van Magnetische Velden
Alle materie is opgebouwd uit atomen, en elk atoom heeft een kern die bestaat uit protonen en neutronen. Rondom de kern bevindt zich een wolk van elektronen die om de kern cirkelen. De elektronen zijn wat atomen hun magnetische eigenschappen geeft. Wanneer een magnetisch veld op een materiaal wordt toegepast, richten de elektronen in de atomen zich uit met het veld. Bijvoorbeeld, wanneer een magnetisch veld op een stuk ijzer wordt toegepast, zal het ijzer gemagnetiseerd worden. Deze uitlijning kan effecten veroorzaken zoals aantrekking of afstoting, afhankelijk van de sterkte en oriëntatie van het veld. In sommige materialen kan de uitlijning van de elektronen ook een verandering in de vorm van het materiaal veroorzaken. De effecten van magnetische velden zijn wijdverspreid en zijn uitgebreid bestudeerd in zowel de natuurkunde als de techniek.
Er zijn een aantal effecten die door een magnetisch veld kunnen worden geproduceerd. Een van de meest bekende effecten is het vermogen om een kracht uit te oefenen op objecten. Deze kracht staat bekend als de magnetische kracht, en is verantwoordelijk voor een breed scala aan verschijnselen, van de beweging van elektronen in circuits tot het gedrag van magneten. De sterkte van de magnetische kracht hangt af van de sterkte van het magnetisch veld.
Een ander effect van een magnetisch veld is de creatie van inductie. Dit gebeurt wanneer een stroomvoerende draad in een magnetisch veld wordt geplaatst, en het resulteert in een tegenwerkende kracht die veranderingen in de stroom tegenwerkt. Inductie is verantwoordelijk voor een breed scala aan effecten, van de werking van elektrische transformatoren tot de opwekking van elektriciteit door energiecentrales.
Magnetische velden kunnen ook materialen laten licht uitstralen. Dit effect staat bekend als elektroluminescentie. Dit effect wordt gebruikt in verschillende toepassingen, van flatscreen-tv's tot nooduitgangsborden.
Hoe meet je een magnetisch veld?
Er zijn een paar verschillende methoden om magnetische velden te meten. Een veelgebruikte methode is het gebruik van een magnetometer, een apparaat dat de sterkte en richting van magnetische velden meet. Een andere manier om magnetische velden te meten is het gebruik van een elektromagneet, een spoel van draad die een magnetisch veld genereert wanneer er een elektrische stroom doorheen wordt geleid. Ten slotte kunnen magnetische velden worden gemeten met behulp van een kompas, dat de richting van het magnetisch veld meet. Al deze methoden kunnen worden gebruikt om de sterkte en richting van magnetische velden te meten.
Gerelateerde Online Technische Cursussen
Spanning, Stroom en Weerstand, Uitgelegd
Inleiding tot Elektrische Transformatoren
Hoe Elektrische Transformatoren Werken
Hoe Elektrische Doorvoeringen Werken
Gezondheidsbeoordeling van Elektrische Transformatoren
Synchrone Elektrische Generatoren