edubun
Nederlands
English한국어EspañolPortuguêsFrançaisDeutschItalianoNederlandsРусскийBahasa Indonesia日本語
Home›Natuurkunde

Magnetisme

Magneten en hun polen, veldlijnen en kompassen, het eigen magnetische veld van de aarde, elektromagneten en de motoren en generatoren die daarmee worden gebouwd. Het energielab tekent veldlijnen die je met een kompas kunt onderzoeken, en een spoel waarvan je het aantal windingen en de stroom kunt veranderen.

Voortgang

Over deze cursus

In 1600 publiceerde de Engelse arts William Gilbert De Magnete, met zijn eigen magneetproeven. Hij maakte van magneetsteen een bol, bewoog kleine kompasnaalden over het oppervlak en betoogde dat de aarde zelf als een grote magneet werkt. Eerdere schrijvers vermoedden al een verband tussen aarde en kompas, maar Gilbert sprak het als eerste duidelijk uit. Het verklaart nog steeds het kompas: de magnetische pool bij de geografische Noordpool is magnetisch gezien een zuidpool. Daarom wijst de noordkant van de kompasnaald erheen.

De vijf hoofdstukken beginnen met magneten en polen. Snijd een staafmagneet doormidden en je krijgt twee magneten, elk met een noord- en zuidpool. Daarna volgen magnetische velden en veldlijnen. Het aardveld aan het oppervlak is ongeveer 25 tot 65 microtesla; het veld in een MRI-spoel in het ziekenhuis is tienduizenden keren sterker. Het aardveld krijgt een eigen hoofdstuk dat Gilbert volgt. Bij elektromagneten geeft een spoel met 200 windingen over 10 cm en 2 A stroom binnenin ongeveer 5 mT, circa 100 keer het aardveld. Tot slot motoren en generatoren: een draad van 5 cm met 20 A dwars door een veld van 1.5 T krijgt een kracht van 1.5 N. Pas dat in een lus toe en je hebt een motor. Het energielab tekent veldlijnen die je met een kompas onderzoekt en toont de aarde als gekantelde magneet. Je verandert windingen en stroom van een spoel van 10 cm. Omkeren van de stroom verwisselt de polen.

Voor je begint

Voor de eerste drie hoofdstukken over polen, veldlijnen en het aardmagnetisch veld heb je geen voorkennis nodig. Elektromagneten, motoren en generatoren werken met stroom. Als je eerst Elektriciteit doorloopt, kun je de tweede helft daarom veel makkelijker volgen.

Als je klaar bent

Na afloop kun je voorspellen of twee polen elkaar aantrekken of afstoten, veldlijnen tekenen en uitleggen waarom die nooit kruisen. Je kunt vertellen waarom het noordelijke uiteinde van een kompas wijst naar wat magnetisch gezien een zuidpool is. Je kunt het veld in een spoel schatten, de kracht op een stroomvoerende draad in een veld berekenen en uitleggen hoe die kracht een motor laat draaien.

  1. 1Magneten en hun polenSnijd een staafmagneet doormidden en je krijgt twee magneten, elk met een eigen noordpool en zuidpool.
  2. 2Magnetische velden en veldlijnenHet aardmagnetisch veld aan het oppervlak is ongeveer 25 tot 65 microtesla. Binnen de spoel van een MRI-scanner in het ziekenhuis is het veld tienduizenden keren sterker.
  3. 3Het aardmagnetisch veldDe magnetische pool bij de geografische noordpool is, in magneettermen, een zuidpool. Daarom wijst het noorduiteinde van een kompas ernaartoe.
  4. 4ElektromagnetenEen spoel met 200 windingen over 10 cm en stroom 2 A maakt binnenin ongeveer 5 mT: circa 100 keer het aardmagnetisch veld.
  5. 5Motoren en generatorenEen draad van 5 cm met 20 A dwars op een veld van 1.5 T ondervindt 1.5 N kracht. Gebruik dit in een draaiende lus en je hebt een motor.

Verwante cursussen

  • Beweging
    Positie, baanafstand, snelheid en versnelling, daarna vallende en vliegende voorwerpen. Het bewegingslab lanceert een bal op Aarde, Maan of Mars en berekent voor je ogen tijd, hoogte en bereik.
  • Krachten
    Duwen, trekken, wrijving en zwaartekracht, en de drie wetten waarmee Newton kracht aan beweging koppelde. Laat in de bewegingssimulatie een slinger op de Aarde, de Maan of Mars bewegen en vergelijk de gemeten tijd met de formule.
  • Energie
    Arbeid, kinetische energie, potentiële energie, energiebehoud en vermogen, met uitgewerkte berekeningen. Het energielab laat een achtbaan rijden met energiebalken en een wrijvingsschuif. Je kunt er ook een last duwen of optillen om de arbeid en het vermogen te bekijken.
  • Golven en geluid
    Wat een golf is, hoe golflengte, frequentie en snelheid samenhangen, hoe geluid reist, hoe golven worden opgeteld, waarom snaren en buizen vaste tonen laten horen, en het elektromagnetische spectrum. Je bekijkt in het Golflab touwen, veren, geluid in een buis, golfbakken en staande golven die worden berekend met dezelfde formules als in de lessen.
Bronnen van deze cursus (16)
  • OpenStax College Physics 2e (openstax.org/books/college-physics-2e): 22.1 Magnets (all magnets have N and S poles, north-seeking and south-seeking, like poles repel and unlike attract, poles cannot be separated, the magnetic pole near the geographic North Pole is a south magnetic pole, sunspots come in N/S pairs)
  • 22.2 Ferromagnets and electromagnets (iron, cobalt, nickel, gadolinium; neodymium alloys; domains grow to millimetre size; Curie temperature of iron 1043 K (770 °C); Oersted saw a compass needle deflected by a current; electromagnets in scrapyard cranes, particle accelerators and MRI; electric current is the source of all magnetism; no monopoles observed)
  • 22.3 Magnetic fields and field lines (direction = where a compass north end points; four rules: tangent, density = strength, never cross, closed loops from N to S outside)
  • 22.7 Magnetic force on a current-carrying conductor (F = I l B sin θ, 1 T = 1 N/(A·m), example 20.0 A, 5.00 cm, 1.50 T gives 1.50 N; motors)
  • 22.9 Magnetic fields produced by currents (Oersted 1820, right hand rule 2, B = μ0 I ÷ (2π r), μ0 = 4π × 10⁻⁷ T·m/A, Earth's field about 5.0 × 10⁻⁵ T, 25 A at 5.0 cm gives twice that; loop centre B = N μ0 I ÷ 2R; solenoid B = μ0 n I, 2000 loops over 2.00 m with 1600 A gives 2.01 T, MRI; ferromagnetic cores)
  • 23.1 Induced emf and magnetic flux (Faraday's iron-ring apparatus, emf only while the field changes, magnet pushed into a coil, faster motion gives more emf, generators, Φ = B A cos θ)
  • NIST CODATA 2022 vacuum magnetic permeability μ0 = 1.25663706127(20) × 10⁻⁶ N/A² (physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mu0)
  • NOAA NCEI Geomagnetism Frequently Asked Questions (ncei.noaa.gov/products/geomagnetism-frequently-asked-questions): field like a dipole at Earth's centre, over 90% from the outer core, intensity roughly 25,000 to 65,000 nT (0.25 to 0.65 gauss)
  • 1 gauss = 100,000 nT, declination = angle between magnetic north and true north (east positive)
  • inclination, dip poles, dipole axis 9.41° from the rotation axis (WMM2020, 2020.0)
  • north magnetic pole moving about 55 km per year north-northwest (2001 and 2007 surveys)
  • last reversal about 750,000 to 780,000 years ago, reversals spaced 5 thousand to 50 million years, a reversal would take several thousand years, models renewed every five years, blackout zones where H < 2000 nT, compass balance weights differ by hemisphere, true bearing = magnetic bearing + declination
  • NOAA NCEI news "World Magnetic Model 2025 Released" (17 December 2024)
  • NOAA NCEI "December 2025 State of the Geomagnetic Field" (north dip pole 36 km/yr and south dip pole 9 km/yr since 1 January 2025)
  • USGS, "Pre-gilbertian conceptions of terrestrial magnetism" (pubs.usgs.gov/publication/70009843): Gilbert's De Magnete (1600) first suggested that Earth behaves as a great magnet. Royal Institution, Michael Faraday's ring-coil apparatus (rigb.org): made August 1831, success on 29 August 1831, the first electric transformer
  • APS News "This Month in Physics History" (Aug 2001): Faraday's electromagnetic rotation experiments of September 1821, the principle behind the electric motor.

Geraadpleegd: 2026-10-17