Elektromagnetisme
spoelveld
Twee proefladingen: binnenin de spoel is F_B ≠ 0; erbuiten is F_B = 0. Selecteer elk om te vergelijken.
spoelveld — interactieve Elektromagnetisme-simulatie. Twee proefladingen: binnenin de spoel is F_B ≠ 0; erbuiten is F_B = 0. Selecteer elk om te vergelijken. Gratis virtueel natuurkundelab in de browser met live SI-metingen en een begeleide rondleiding.
spoelveld
Binnen in de solenoïde B ≈ μ₀(N/L)I — uniforme pijlen langs de as.
Een solenoïde met N windingen over lengte L en stroom I produceert een vrijwel uniform B ≈ μ₀(N/L)I langs zijn as binnen in de spoel. Veldlijnen lopen door het binnenste en keren buiten terug — zoals een staafmagneet. Verhoog I of de windingdichtheid en kijk hoe de B-pijlen binnenin in de aflezing groeien.
- B ≈ μ₀NI/L
- Uniform vanbinnen
Onderzoeksnota
Plan de vraag voordat je het lab opent
De samenvatting spiegelt de voorgerenderde pagina: leidende vraag, concurrerende voorspellingen, rollen van variabelen, bepalende wetten, opstelling, analyse- en verdiepingsvragen blijven zichtbaar en in deze volgorde.
Leidende vraag
Een solenoid (een strak gewikkelde spoel) voert stroom door zijn vele windingen. Als je de stroom verhoogt, schaalt de veldsterkte binnenin dan recht evenredig?
Voorspellingen om te wegen
- Het veld groeit sneller dan de stroom, want de bijdrage van elke winding stapelt zich op.
- Ja — het inwendige veld is recht evenredig met de stroom.
- Het inwendige veld hangt niet af van de stroom.
Rollen van variabelen
Wat je instelt:
- Spoelstroom I (A)
Wat je meet:
- Inwendig veld B (mT)
Hoe het onderzoek verloopt
- Open de voorinstelling solenoid-field en druk op Herstel. De solenoid heeft 400 windingen over een lengte van 0.45 m.
- Zet de aflezing van de inwendige veldsterkte aan.
- Stel voor elke meting de spoelstroom in en noteer de inwendige veldsterkte.
Leidende vergelijking
Inwendig veld van een solenoid — B = μ₀(N/L)I
Een lange, strak gewikkelde solenoid produceert een vrijwel homogeen inwendig magnetisch veld, bepaald door zijn windingdichtheid en stroom: B = μ₀NI/L, waarbij N het totale aantal windingen is en L de lengte van de solenoid.
Wat het uitprintbare werkblad leerlingen laat uitwerken
- Reken voor één meting B = μ₀NI/L uit met μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, N = 400, L = 0.45 m. Vergelijk met de tabel.
- Leg uit waarom het inwendige veld afhangt van het aantal windingen per lengte-eenheid (N/L) en niet van windingen en lengte afzonderlijk — een langere solenoid met evenredig meer windingen geeft hetzelfde veld.
Waar dit buiten het lab opduikt
- Een elektromagneet (zoals in een schrootkraan) is in wezen een solenoid gewikkeld rond een ijzeren kern, die het veld met een factor honderden of duizenden kan vermenigvuldigen (de hoge permeabiliteit van de kern). Leg uit waarom een gewone solenoid met luchtkern zoals deze bij dezelfde stroom en windingen een veel zwakker veld geeft.
- Buiten een ideale solenoid is het magnetisch veld bijna nul, anders dan het veld van één draad, dat zich naar buiten uitstrekt. Leg, met de velden van de vele afzonderlijke windingen, uit waarom de velden van tegenover elkaar liggende zijden van de spoel elkaar buiten grotendeels opheffen maar binnenin versterken.
- AP Physics 2 — Unit 12: Magnetism and Electromagnetism
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 12: Magnetic Fields and Electromagnetism
- IB Physics — D.2 Electric and magnetic fields
- General High School Physics — Magnetism & electromagnetism
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- Middle School Physical Science — Electric and magnetic force strength
- Middle School Physical Science — Fields without contact
- Welkom bij Solenoïdeveld
- Selecteer de solenoïde
- Druk op Start
- Veld binnen in een solenoïde
- Open het eigenschappenpaneel
- Gelukt!
Open de interactieve simulatie om de scène te bouwen, druk op Start en verken met live metingen en een begeleide rondleiding.
Magnetische velden vanuit stromen