Solenoïden zijn veervormige spoelen van draad die veel worden gebruikt in elektromagneten. Als u een elektrische stroom door een solenoïde loopt, wordt een magnetisch veld gegenereerd. Het magnetische veld kan een kracht uitoefenen op geladen deeltjes die evenredig is met zijn sterkte. Om de kracht van een magnetisch veld van een magneet te berekenen, kunt u deze vergelijking gebruiken:

Kracht = lading x snelheid van de lading x magnetische veldsterkte

Zoals u kunt zien aan de hand van de vergelijking, om te berekenen kracht moeten we eerst de magnetische veldsterkte kennen, die afhankelijk is van de karakteristieken van de solenoïde. We kunnen deze parameters vervangen door de krachtvergelijking krijgen:

Kracht = lading x snelheid van de lading x (magnetische constante x aantal windingen in spoel x stroom)

De berekening ziet er ingewikkeld uit, maar eigenlijk vermenigvuldig je gewoon een heleboel meetbare variabelen.

Schrijf de vergelijking voor de kracht die een elektromagnetische magneet op een passerende lading zal uitoefenen:

Kracht = Q x V x (magnetische constante x N x I)

Q = lading van passerende puntlading V = snelheid van puntgrafiek magnetische constante = 4 x pi x 10 ^ -7 (referentie 3) N = aantal windingen in spoel I = stroom loopt door solenoid

Bepaal de variabelen in de situatie waarvoor u de kracht wilt berekenen die wordt uitgeoefend door de magnetische solenoïde. Beschouw bijvoorbeeld een lading van 1 Coulomb (C) met een snelheid van 100 meter per seconde (m /s) door het magnetische veld van een solenoïde met 1000 omwentelingen en 2 ampère (A) stroom die er doorheen loopt.

Steek de cijfers uit uw voorbeeld in de vergelijking en gebruik uw rekenmachine om de kracht te bepalen die op de lading inwerkt.

Kracht = 1 C x 100 m /sx (4 x pi x 10 ^ -7 x 1000 x 2 A) = 0.2512 Newtons

De solenoïde elektromagneet zou een kracht van 0.2512 Newton op die lading uitoefenen.

Tip

Als de lading op iets anders dan een 90 graden rijdt hoek ten opzichte van het magnetische veld, moet de vergelijking van de gehele kracht worden vermenigvuldigd met de sinus van die hoek.