Waarom ontstaat er een magnetisch veld rond een stroomvoerende draad?

Cyriel, 19 jaar
26 mei 2010

Om stroom te hebben in een draad is er een potentiaalverschil nodig. Daarvoor is er een elektrisch veld nodig, dat constant mag zijn in de tijd. Er ontstaat iov deze stroom een B veld rond de draad, en dit doet vermoeden dat een constant E veld een B veld kan opwekken.
Maar dat spreekt de wet van Ampere tegen, die zegt dat enkel een veranderend E veld een B veld kan opwekken.
Waardoor wordt een B veld rond een draad dan wel opgewekt?

Antwoord

Hallo Cyriel,

Het is exact zoals je schrijft: het elektrisch veld wekt een stroom op in de draad en de stroom wekt een magnetisch veld op.

Als ik je goed begrijp dat heb je een probleem met de wet van Ampère:

rot B = mu0 J + 1/c² dE/dt

In een statisch geval (alle velden constant) is de tweede term in het rechterlid inderdaad gelijk aan nul. Maar je moet beseffen dat de stroomdichtheid J eigenlijk functie is van het elektrisch veld (dat zeg je zelf in je eerste twee zinnen). We hebben dus

rot B = mu0 J(E)

Je moet beseffen dat de maxwellvergelijkingen geen volledig stel vergelijkingen zijn en dat je altijd extra vergelijkingen moet toevoegen die beschrijven wat er in de materialen gebeurt (hier de eigenschappen van de geleider). Voor metalen gebruikt men hiervoor dikwijls de wet van Ohm (J = sigma*E), zodat

rot B = mu0*sigma*E

En dit verklaart nu hoe het elektrisch veld van de stroombron een magnetisch veld rond de draad opwekt.

Groetjes,

Philippe Tassin
Onderzoeker Fysica & Fotonica, Vrije Universiteit Brussel & Iowa State University

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2022
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door EOS vzw