natuurkunde

Het magnetische veld van een rechte stroomdraad

Deze applet toont het magnetische veld van een rechte stroomdraad.

Applet: Walter Fendt
www.walter-fendt.de

---

Het magnetische veld

Een magneet trekt voorwerpen van ijzer, nikkel of kobalt aan. Voor die krachtwerking is geen contact met de voorwerpen nodig. Andere magneten kan hij niet alleen aantrekken maar ook afstoten. Ook daar is geen contact voor nodig. Kennelijk heeft een magneet een 'invloedssfeer' om zich heen, een onzichtbaar gebied waarin hij kracht kan uitoefenen. Je noemt zo'n gebied een magnetisch veld.
Magnetische velden breiden zich uit met de lichtsnelheid, in principe tot oneindig ver. Hoe groter de afstand tot de magneet, hoe zwakker het veld, tot de krachtwerking zó klein is dat het veld niet meer meetbaar is.

Oorzaak van magnetisme

Magnetische velden worden veroorzaakt door bewegende geladen deeltjes.

• In een permanente magneet (vaak staaf-, hoefijzer- of ringvormig) zijn dat bewegende elektronen rondom atoomkernen.
• Rondom een stroomvoerende draad, al of niet gewikkeld tot een spoel, zijn dat stromende geleidingselektronen.
• Ook een vrij bewegend, geladen deeltje heeft een magnetisch veld om zich heen.

Een plattegrond

Magnetische velden zijn onzichtbaar. Je kunt ze visualiseren met behulp van magnetische veldlijnen. Die teken je zó dat in elk punt van het veld...

• ...de richting van het veld gelijk is aan de richting van de raaklijn aan de veldlijn;
• ...de relatieve sterkte van het veld volgt uit de dichtheid van de veldlijnen.

Zo krijg je toch een beeld van het veld, een soort plattegrond.

De applet

Deze applet toont het magnetische veld rondom een rechte, verticale, stroomvoerende draad.
De zwarte pijl wijst in de richting van de elektrische stroom, per definitie van plus naar min. De bewegende stipjes zijn stromende geleidingselektronen, die met hun beweging het magnetische veld veroorzaken. De magnetische veldlijnen zijn donkerblauw. De draad doorsnijdt een grijze plaat, waarop een naaldmagneetje staat.
Merk op:

• De magnetische veldlijnen zijn concentrische cirkels.
  Als je het naaldmagneetje verplaatst, zie je dat in elk punt het magnetische veld gericht is langs de raaklijn aan de plaatselijke veldlijn.
• Hoe verder van de draad hoe zwakker het veld, dus hoe groter de afstand tussen twee opvolgende veldlijnen.
• De richting van de magnetische veldlijnen is afhankelijk van de stroomrichting. Met de knop ▲ Stroom ▼ kun je dat nagaan.

Richtingen: de kurkentrekkerregel

Stroomrichting en richting van het magnetische veld horen bij elkaar als de draairichting en voortgangsrichting van een kurkentrekker (of een schroefdop).