Wat is Magnetische flux door een kring? — Natuurkunde

Definitie 29.1 Universitaire natuurkunde — jaar 1 · Hoofdstuk 29 — Elektromagnetische inductie en toepassingen

Oriënteer een gesloten kring $\Gamma$ (een doorlooprichting); zijn oppervlak krijgt de normaal $\vect n$ volgens de rechterhandregel. De magnetische flux door de kring is $\Phi = \sum\vect B\cdot\vect n\,\dd S$ over elk oppervlak met rand $\Gamma$ (weber, $1\,\mathrm{Wb} = 1\,\mathrm{T}\,\mathrm{m}^{2}$ ) — “elk”, omdat de flux van $\vect B$ door een gesloten oppervlak nul is. Voor een homogeen veld en een vlakke spoel van $N$ windingen met oppervlakte $S$ is $\Phi = NBS\cos\alpha$ , met $\alpha$ de hoek tussen $\vect B$ en $\vect n$ .

Oriëntatie en de wet van Lenz. Links: de oriëntatie van de kring legt n en het teken van vast. Midden: een magneet die een ring nadert vergroot de flux; de geïnduceerde stroom wekt een veld op dat dat van de magneet tegenwerkt en de ring stoot hem af. Rechts: een staaf die op rails schuift in een veld dat naar de lezer wijst; de flux van de kring groeit, en de geïnduceerde stroom loopt zo dat de laplacekracht op de staaf haar beweging tegenwerkt. — Oriëntatie en de wet van Lenz. Links: de oriëntatie van de kring legt $\vect n$ en het teken van $\Phi$ vast. Midden: een magneet die een ring nadert vergroot de flux; de geïnduceerde stroom wekt een veld op dat dat van de magneet tegenwerkt en de ring stoot hem af. Rechts: een staaf die op rails schuift in een veld dat naar de lezer wijst; de flux van de kring groeit, en de geïnduceerde stroom loopt zo dat de laplacekracht op de staaf haar beweging tegenwerkt.

Voorbeelden

Voorbeeld 29.4 (Ordes van grootte)

Een spoel van $100$ windingen en $10\,\mathrm{cm}^{2}$ in het aardveld, in $0.1\,\mathrm{s}$ omgeklapt: $\Delta\Phi = 2 \times 100 \times 10^{-3} \times 5 \times 10^{-5} = 1 \times 10^{-5}\,\mathrm{Wb}$ , $e \sim 0.1\,\mathrm{mV}$ — meetbaar met een gevoelige galvanometer, zoals het aardveld ooit in kaart is gebracht. Dezelfde spoel in de spleet van $1\,\mathrm{T}$ van een magneet, er in $0.1\,\mathrm{s}$ uit getrokken: $1\,\mathrm{V}$ . Een transformatorspoel van $1000$ windingen met $1\,\mathrm{T}$ bij $50\,\mathrm{Hz}$ over $10\,\mathrm{cm}^{2}$ : $e_{\max} = 1000 \times 10^{-3} \times 314 = 314\,\mathrm{V}$ — de netspanning.

Lees in het hoofdstuk →