2.3.1
a)  
[Graphics:Images/e+m2_gr_401.gif]  =  ( 0-0 , 2 - -1 , 0-0 )  =  ( 0 , 3 , 0 )
b)  [Graphics:Images/e+m2_gr_402.gif]×  ( [Graphics:Images/e+m2_gr_403.gif] , 0 , 10 )  =  ( 0-0 , 3[Graphics:Images/e+m2_gr_404.gif]- 0 , 0-0 )

2.3.2
Het veld van een puntlading is:  E  =  [Graphics:Images/e+m2_gr_405.gif]( x / ([Graphics:Images/e+m2_gr_406.gif] + [Graphics:Images/e+m2_gr_407.gif] + [Graphics:Images/e+m2_gr_408.gif][Graphics:Images/e+m2_gr_409.gif] , y / ([Graphics:Images/e+m2_gr_410.gif] + [Graphics:Images/e+m2_gr_411.gif] + [Graphics:Images/e+m2_gr_412.gif][Graphics:Images/e+m2_gr_413.gif] , z / ([Graphics:Images/e+m2_gr_414.gif] + [Graphics:Images/e+m2_gr_415.gif] + [Graphics:Images/e+m2_gr_416.gif][Graphics:Images/e+m2_gr_417.gif] ).  Rotatie nemen levert:
[Graphics:Images/e+m2_gr_418.gif]×  [Graphics:Images/e+m2_gr_419.gif]  =   [Graphics:Images/e+m2_gr_420.gif]( (3yz - 3yz) / ([Graphics:Images/e+m2_gr_421.gif] + [Graphics:Images/e+m2_gr_422.gif] + [Graphics:Images/e+m2_gr_423.gif][Graphics:Images/e+m2_gr_424.gif] ,  (3xz - 3xz) / ([Graphics:Images/e+m2_gr_425.gif] + [Graphics:Images/e+m2_gr_426.gif] + [Graphics:Images/e+m2_gr_427.gif][Graphics:Images/e+m2_gr_428.gif]  ,  (3xy - 3xy) / ([Graphics:Images/e+m2_gr_429.gif] + [Graphics:Images/e+m2_gr_430.gif] + [Graphics:Images/e+m2_gr_431.gif][Graphics:Images/e+m2_gr_432.gif] )  =  ( 0 , 0 , 0 ).

2.3.3
[Graphics:Images/e+m2_gr_433.gif]  =  [Graphics:Images/e+m2_gr_434.gif][Graphics:Images/e+m2_gr_435.gif]( [Graphics:Images/e+m2_gr_436.gif]- [Graphics:Images/e+m2_gr_437.gif][Graphics:Images/e+m2_gr_438.gif] ,  - [Graphics:Images/e+m2_gr_439.gif]+ [Graphics:Images/e+m2_gr_440.gif][Graphics:Images/e+m2_gr_441.gif] ,  0 )
[Graphics:Images/e+m2_gr_442.gif]  =  [Graphics:Images/e+m2_gr_443.gif][Graphics:Images/e+m2_gr_444.gif]× [Graphics:Images/e+m2_gr_445.gif]  =  [Graphics:Images/e+m2_gr_446.gif]( 0 , 0 ,  - [Graphics:Images/e+m2_gr_447.gif]+ [Graphics:Images/e+m2_gr_448.gif][Graphics:Images/e+m2_gr_449.gif]+ [Graphics:Images/e+m2_gr_450.gif] -  ( [Graphics:Images/e+m2_gr_451.gif]- [Graphics:Images/e+m2_gr_452.gif][Graphics:Images/e+m2_gr_453.gif]- [Graphics:Images/e+m2_gr_454.gif]) )  =  [Graphics:Images/e+m2_gr_455.gif]( 0 , 0 , -1 + [Graphics:Images/e+m2_gr_456.gif]).
Dus J(r) = [Graphics:Images/e+m2_gr_457.gif](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:  [Graphics:Images/e+m2_gr_458.gif]  =  [Graphics:Images/e+m2_gr_459.gif]( y [Graphics:Images/e+m2_gr_460.gif], -x [Graphics:Images/e+m2_gr_461.gif], 0 ).
[Graphics:Images/e+m2_gr_462.gif]  =  ( 0 , 0 , - [Graphics:Images/e+m2_gr_463.gif] -  [Graphics:Images/e+m2_gr_464.gif]/ [Graphics:Images/e+m2_gr_465.gif] -  ( [Graphics:Images/e+m2_gr_466.gif]+  [Graphics:Images/e+m2_gr_467.gif]/ [Graphics:Images/e+m2_gr_468.gif]) )  =  ( 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 = [Graphics:Images/e+m2_gr_469.gif][Graphics:Images/e+m2_gr_470.gif] = 2π[Graphics:Images/e+m2_gr_471.gif]. Verder is [Graphics:Images/e+m2_gr_472.gif] = 2πr B.
Dus B = [Graphics:Images/e+m2_gr_473.gif][Graphics:Images/e+m2_gr_474.gif]= [Graphics:Images/e+m2_gr_475.gif][Graphics:Images/e+m2_gr_476.gif].  Klopt!

2.3.5
a)  
Links van alle platen is het B-veld [Graphics:Images/e+m2_gr_477.gif]([Graphics:Images/e+m2_gr_478.gif] + [Graphics:Images/e+m2_gr_479.gif]+ [Graphics:Images/e+m2_gr_480.gif]) Tesla, tussen de linker- en de middelste plaat [Graphics:Images/e+m2_gr_481.gif](- [Graphics:Images/e+m2_gr_482.gif] + [Graphics:Images/e+m2_gr_483.gif]+ [Graphics:Images/e+m2_gr_484.gif]) Tesla, en tussen de middelste en de rechter plaat  [Graphics:Images/e+m2_gr_485.gif](- [Graphics:Images/e+m2_gr_486.gif] - [Graphics:Images/e+m2_gr_487.gif]+ [Graphics:Images/e+m2_gr_488.gif])Tesla. Hieruit kun je [Graphics:Images/e+m2_gr_489.gif], [Graphics:Images/e+m2_gr_490.gif]en [Graphics:Images/e+m2_gr_491.gif]oplossen:  [Graphics:Images/e+m2_gr_492.gif]= 2,4 [Graphics:Images/e+m2_gr_493.gif]A, [Graphics:Images/e+m2_gr_494.gif]= 4,8 [Graphics:Images/e+m2_gr_495.gif]A, en [Graphics:Images/e+m2_gr_496.gif]= 8,8 [Graphics:Images/e+m2_gr_497.gif]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 [Graphics:Images/e+m2_gr_498.gif] nul is. Verder is het B-veld in de spoel homogeen dus we krijgen: [Graphics:Images/e+m2_gr_499.gif]  =  aB. De ingesloten stroom in het loopje is aNI. Het B-veld wordt dus: B = [Graphics:Images/e+m2_gr_500.gif]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: [Graphics:Images/e+m2_gr_501.gif] = 2πR B = [Graphics:Images/e+m2_gr_502.gif]R NI, dus B = [Graphics:Images/e+m2_gr_503.gif]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'.


Converted by Mathematica      June 24, 2003