2.3.1
a) = ( 0-0 , 2 - -1 , 0-0 ) = ( 0 , 3 , 0 )
b) × (
, 0 , 10 ) = ( 0-0 , 3
- 0 , 0-0 )
2.3.2
Het veld van een puntlading is: E = ( x / (
+
+
, y / (
+
+
, z / (
+
+
). Rotatie nemen levert:
×
=
( (3yz - 3yz) / (
+
+
, (3xz - 3xz) / (
+
+
, (3xy - 3xy) / (
+
+
) = ( 0 , 0 , 0 ).
2.3.3 =
(
-
, -
+
, 0 )
=
×
=
( 0 , 0 , -
+
+
- (
-
-
) ) =
( 0 , 0 , -1 +
).
Dus J(r) = (1 - r/R ). Dit lijkt op de ladingsdichtheid van opgave 8 in dagdeel 2 van de elektrostatica opgaven.
2.3.4
a) Het beschreven B-veld wordt gegeven door: =
( y
, -x
, 0 ).
= ( 0 , 0 , -
-
/
- (
+
/
) ) = ( 0 , 0 , - 2r - r ) = ( 0 , 0 , - 3r ).
b) Neem een cirkel rond de z-as met straal r. De totale stroom die daar doorheen loopt is: I = = 2π
. Verder is
= 2πr B.
Dus B = =
. Klopt!
2.3.5
a) Links van alle platen is het B-veld (
+
+
) Tesla, tussen de linker- en de middelste plaat
(-
+
+
) Tesla, en tussen de middelste en de rechter plaat
(-
-
+
)Tesla. Hieruit kun je
,
en
oplossen:
= 2,4
A,
= 4,8
A, en
= 8,8
A.
b) Het veld rechts van de rechter plaat is precies tegengesteld aan het veld links van de linker plaat.
2.3.6
a) Om het B-veld te berekenen nemen we een rechthoek. Een zijde (lengte a, met a<<l) ligt langs de as van de spoel. De andere zijde met lengte a ligt buiten de spoel, en de twee resterende zijden met lengte b staan (uiteraard) loodrecht op de as van de spoel. Laat nu b naar oneindig gaan, dan ligt een van de zijden met lengte a oneindig ver weg en is het B-veld daar nul, zodat dat stuk niet zal bijdragen in de kringintegraal van B. De twee stukken loodrecht op de cylinder-as leveren ook niks op, want uit de symmetrie volgt dat de radiele component van nul is. Verder is het B-veld in de spoel homogeen dus we krijgen:
= aB. De ingesloten stroom in het loopje is aNI. Het B-veld wordt dus: B =
NI.
b) Neem nu als loop een cirkel langs de hartlijn van de donut. De lengte van de loop is dus 2πR, met R de straal van de donut. We krijgen nu: = 2πR B =
2πR NI, dus B =
NI. Dit is hetzelfde als bij de spoel. Een donut is in feite een lange spoel waarvan het begin en het einde aan elkaar zijn 'geplakt'.