Wetenschap
- Ladingen die in een magnetisch veld bewegen, ervaren een kracht die loodrecht staat op zowel hun snelheid als het magnetische veld. Deze kracht wordt de Lorentzkracht genoemd.
- De grootte van de kracht wordt gegeven door F =qvBsinθ, waarbij q de lading is, v de snelheid is, B de magnetische veldsterkte is en θ de hoek is tussen de snelheid en het magnetische veld.
2. Afbuiging van geladen deeltjes:
- De Lorentzkracht zorgt ervoor dat geladen deeltjes in een magnetisch veld afwijken van hun rechte lijn. Dit effect wordt gebruikt in verschillende apparaten, zoals kathodestraalbuizen (CRT's) en spectrometers, om bundels van geladen deeltjes te analyseren en te controleren.
3. Opwekking van magnetisch veld:
- Bewegende ladingen kunnen magnetische velden genereren. Dit is het basisprincipe achter elektromagneten, die elektrische stromen gebruiken om sterke magnetische velden te creëren. Elektromagneten worden veel gebruikt in verschillende toepassingen, zoals motoren, generatoren, magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) en magnetische levitatie (maglev)-treinen.
4. Motoreffect:
- Wanneer een stroomvoerende geleider in een magnetisch veld wordt geplaatst, kan de Lorentzkracht een koppel op de geleider veroorzaken. Dit koppel kan ervoor zorgen dat de geleider gaat roteren, waardoor een motoreffect ontstaat. Dit is het principe achter elektromotoren, die elektrische energie omzetten in mechanische energie.
5. Generatoreffect:
- Omgekeerd kan het mechanisch roteren van een geleider in een magnetisch veld een elektromotorische kracht (EMF) in de geleider veroorzaken. Deze EMF is te wijten aan de veranderende magnetische flux, volgens de wet van Faraday over elektromagnetische inductie. Dit is het principe achter generatoren, die mechanische energie omzetten in elektrische energie.
6. Magnetische levitatie (Maglev):
- Magnetische velden kunnen ook worden gebruikt om voorwerpen tegen de zwaartekracht in te laten zweven. Dit wordt bereikt door een evenwicht te creëren tussen de magnetische kracht en de zwaartekracht. Maglev-treinen gebruiken dit principe om transport op hoge snelheid te bereiken door de treinen boven de sporen te laten zweven, waardoor de wrijving wordt verminderd en een aanzienlijk lager energieverbruik en hogere snelheden mogelijk zijn.
7. Magnetische resonantiebeeldvorming (MRI):
- Magnetische velden spelen een cruciale rol bij MRI, een medische beeldvormingstechniek. MRI maakt gebruik van sterke magnetische velden en radiogolven om gedetailleerde beelden van interne lichaamsstructuren te genereren. Het magnetische veld brengt de spins van waterstofatomen in het lichaam op één lijn, en de radiogolven wekken deze spins op. De resulterende signalen worden vervolgens geanalyseerd om dwarsdoorsnedebeelden te creëren.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com