Elektromagnetisch veld

Een lading die zowel een elektrisch als magnetisch veld doorloopt ondervindt twee krachten:

• een elektrische kracht: F_e= q·E
• een magnetische kracht: F_m = q·v·B

Met
q de lading (C)
E het elektrisch veld (N/C)
v de snelheid van het deeltje (m/s)
B het magnetisch veld (T).



Elektrisch veld De richting van het elektrisch veld in een condensator is gedefinieerd aan de hand van een positief geladen deeltje. De richting van de kracht die deze ondervindt is gelijk aan de richting van het elektrisch veld. De kracht (F_e= q·E) die de lading ondervindt in het elektrisch veld is een constante kracht en dus ondergaat de lading een eenparige versnelde beweging. Daarbij horen de volgende formules:

Bij een condensator met een lengte L kan de uitwijking y bij het verlaten van de condensator van de lading met een beginsnelheid v₀ berekend worden met behulp van

De positie x waar de lading de condensator, met een afstand d tussen de platen, zal raken wordt gegeven door

Magnetisch veld De Lorentzkracht die op een bewegende lading werkt is gelijk aan
F_m = q·v·B

Omdat de lorentzkracht de enige kracht is die er voor zorgt dat dit deeltje in een magnetisch veld een cirkelbeweging maakt kunnen we deze gelijk stellen aan de middelpuntzoekende kracht.

De richting van de Lorentzkracht kunnen we vinden met de zogenaamde rechterhand regel.

Elektrisch en magnetisch veld In het bijzonder geval dat deze twee krachten evengroot maar tegengesteld van richting zijn geldt:

In de tekeningen hieronder is deze situatie voor drie mogelijke combinaties weergegeven.

• Aanwijzingen voor de animatie
1. Stel de sterkte van het magnetisch veld in met behulp van de schuif of typ deze in in het tekstvak.
2. Hetzelfde kan gedaan worden met de sterkte van het elektrisch veld en de beginsnelheid van de lading.
3. Maak een keuze voor de grootte en de massa van de lading.
4. Klik daarna op Start om te beginnen.
5. Met de knop Pauze en Doorgaan, is het mogelijk om de animatie tijdelijk te stoppen.
6. Door op de knop Stap te klikken, doorloopt de animatie maar een klein stukje.
7. Linksboven in het applet wordt de tijd en de positie van de lading weergeven.
8. Met vectoren wordt de richting van de snelheid (zwart), de Lorentzkracht (rood) en de elektrische kracht (blauw) weergegeven.