Elektromagnetisme
Stroomvoerende draad
B-pijlen cirkelen om de draad; verhoog de stroom I en lees B af in mT.
Stroomvoerende draad — interactieve Elektromagnetisme-simulatie. B-pijlen cirkelen om de draad; verhoog de stroom I en lees B af in mT. Gratis virtueel natuurkundelab in de browser met live SI-metingen en een begeleide rondleiding.
Magnetisch veld van een draad
B-pijlen circuleren rond de draad; verhoog de stroom I en lees B af in mT.
Een lange rechte draad met stroom I produceert cirkelvormige B-veldlijnen rond de draad (wet van Ampère: B ∝ I/r). De rechterhandregel geeft de richting: duim langs I, vingers krullen mee met B. ⊗/⊙-symbolen markeren veld in/uit de pagina. Verhoog I en lees B af in mT op een vaste afstand — I verdubbelen verdubbelt B.
- B ∝ I/r
- Rechterhandregel
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 rechte draad voert een constante stroom. Als je een proefpunt verder van de draad plaatst, valt de magnetische veldsterkte dan op dezelfde manier af als het veld van een elektrische lading?
Voorspellingen om te wegen
- Ja — het is een simpel 1/r²-verval, net als bij een puntlading.
- Het veld hangt niet af van de afstand tot de draad.
- Nee — het veld van een stroomvoerende draad valt anders af dan dat van een puntlading, want stroom is een uitgestrekte (lijn)bron, geen punt.
Rollen van variabelen
Wat je instelt:
- Loodrechte afstand d (m)
Wat je meet:
- Veldsterkte |B_z| (µT)
Hoe het onderzoek verloopt
- Open de voorinstelling wire-field en druk op Herstel. De draad voert een vaste stroom van 8 A over een segment van 4.8 m.
- Zet de veldsterkte-aflezing aan.
- Stel voor elke meting de loodrechte afstand vanaf het middelpunt van de draad in en noteer de veldsterkte.
Leidende vergelijking
Veld van een eindige stroomvoerende draad — B = μ₀I/(2πr)
De wet van Biot–Savart, geïntegreerd langs een eindige rechte draad, geeft een magnetisch veld dat in cirkels om de draad loopt en via dezelfde interpolerende vorm als bij een eindige geladen lijn van zowel de loodrechte afstand als de draadlengte afhangt.
Wat het uitprintbare werkblad leerlingen laat uitwerken
- Reken voor één meting |B| = μ₀|I|L_half/(2πd√(L_half² + d²)) uit met μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m, I = 8 A, L_half = 2.4 m. Vergelijk met de tabel.
- Vergelijk de vorm van deze formule met de elektrisch-veldformule van het experiment line-charge. Leg uit waarom zowel een eindige geladen staaf als een eindige stroomvoerende draad velden geven met hetzelfde soort afstandsafhankelijkheid — dicht bij 1/d vlak bij de draad, dichter bij 1/d² ver weg.
Waar dit buiten het lab opduikt
- Voor een geïdealiseerde oneindige draad vereenvoudigt het veld tot het klassieke B = μ₀I/(2πd) — een zuiver 1/d-verval. Op welke afstand, vergeleken met de lengte van 4.8 m van deze draad, verwacht je dat de eindige-draadformule van dit experiment goed overeenkomt met die oneindige-draadbenadering?
- Een kompasnaald vlak bij een stroomvoerende draad slaat uit om zich richting het magnetisch veld van de draad te stellen. Leg met de rechthandregel uit waarom het veld in cirkels rond de draad loopt in plaats van radiaal naar buiten te wijzen zoals een elektrisch veld zou doen.
- 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 Draadveld
- Selecteer de draad
- Druk op Start
- B-veld rond een draad
- 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