ATLAS 3D-schets Één van de acht stroomlussen waar het in deze opgave om gaat z r  3D-aanzicht 5 m I=3.000.000 A (a) zij-aanzicht (b) voor-aanzicht (z=0)

Slides:



Advertisements
Verwante presentaties
Elektrische en magnetische velden
Advertisements

De Lorentzkracht Prof. H. A. Lorentz ( )
Elektromagnetische inductie
Diagnostische toets Energie
Dit is de kracht waarmee een planeet aan een voorwerp trekt
Deze deur opent pas als de andere deur dicht is. Dank voor uw begrip. Onderdeel van de ZEUS detector gebouwd op Nikhef Wat is dit? Voor u staat de helft.
De LHC: Reis naar het Allerkleinste… Niels Tuning (Nikhef)
De Lorentzkracht Prof. H. A. Lorentz ( )
Elektriciteit 1 Les 13 Condensatorschakelingen, opstapeling van elektrostatische energie en diëlektrica.
Het Meten van “Subatomaire Deeltjes”
Vermogen Veel vermogen Zelfde locomotief in model, weinig vermogen.
Jan Brekelmans & Yous van Halder Modelleren B Barry Koren
Lading Lading is een grootheid met symbool Q. De eenheid is de coulomb met symbool C.
Elektriciteit.
NATUURKUNDE DI. 16 NOV.’10 LES 8 AFRONDING H3.
Samenvatting Newton H2(elektr.)
Elektriciteit 1 Les 12 Capaciteit.
Les 5 Elektrische potentiaal in een elektrisch veld
Elektromagnetische inductie
Newton - VWO Elektromagnetisme Samenvatting.
vwo C Samenvatting Hoofdstuk 12
Samenvatting Wet van Coulomb Elektrisch veld Wet van Gauss.
LED’s.
OEFENTENTAMENOPGAVES KLASSIEKE NATUURKUNDE 1B ELECTROSTATICA & MAGNETOSTATICA Een verzameling vraagstukken uit oude tentamens. Tijdindicatie: ongeveer.
HUISWERK -DEELTENTAMEN KLASSIEKE NATUURKUNDE 1C uiterste inleverdatum 10 oktober 2003 bij Linde of Vreeswijk persoonlijk of postvakje op NIKHEF Verplicht.
ATLAS 3D-schets Één van de acht stroomlussen waar het in deze opgave om gaat z r  3D-aanzicht 5 m I= A (a) zij-aanzicht (b) voor-aanzicht (z=0)
1 Complexiteit Bij motion planning is er sprake van drie typen van complexiteit –Complexiteit van de obstakels (aantal, aantal hoekpunten, algebraische.
Inductie elektromagnetische trillingen, wisselstroomschakelingen
Les 3 Elektrische velden van continue ladingsverdelingen
Les 2 Elektrische velden
Les 6 Elektrische potentiaal - vervolg
Elektriciteit 1 Basisteksten
6. De Kosmologische Constante
Wet van Ohm George Simon Ohm We gaan de wet van Ohm bespreken.
Opgave 1 + A1A1 A2A2 A B a) Stroom gaat van + naar - Dus van A via de lamp naar B b) Elektronen gaan van - naar + Dus van B via de lamp naar A c) Er komen.
Newton - HAVO Elektromagnetisme Samenvatting.
Samenvatting H8 elektromagnetisme.
Warmte.
Voorbeeld Bereken de diepte van het water. Aanpak
Uitwerkingen - GO Natuurkunde - Vwo5 SysNat V4B- Hfd.8 - Elektriciteit
Berekening van magneetveld in een twee-lus ringleidingsysteem
Energie De lading van een atoom.
WAT IS ELEKTRICITEIT H 8 Elektriciteit De wet van Ohm.
Energie: Grootheden en eenheden
Weerstand, spoel en condensator op wisselspanning
N4H_05 voorkennis.
Samenvatting CONCEPT.
Samenvatting.
Verdunningen berekenen
Gecijferdheid 2 (Meten 1 – ME144X) week 4
Gecijferdheid 2 (Meten 1 – ME144X) week 4
Snijpunt bepalen. Lijn p en lijn q snijden elkaar. Wat zijn de coördinaten van het snijpunt ?
Vwo6 WiskA Toepassing van differentiaalrekenen Extra opgaven.
Detectietechnieken geladen kosmische straling Door Yannick Fritschy en Andries van der Leden.
HUISWERK -DEELTENTAMEN KLASSIEKE NATUURKUNDE 1C uiterste inleverdatum 10 oktober 2003 bij Linde of Vreeswijk persoonlijk of postvakje op NIKHEF Verplicht.
Energie in het elektrisch veld
Hoofdstuk 2 - Elektriciteit
Energie in het elektrisch veld
Hoofdstuk 2 - Elektriciteit
§13.2 Het foto-elektrisch effect
Relativiteitstheorie
Elektrische velden Toepassingen. Elektrische velden Toepassingen.
Elektriciteit H 3 Elektriciteit De wet van Ohm Ing W.T.N.G. Tomassen.
§4.1 LEERDOELEN Uitleggen van de begrippen: stroomkring, stroommeter/-sterkte, geleiders, spanningsbron, spanningsmeter, weerstand, wet van Ohm, elektrisch.
Huiswerk opgave Electromagnetisme. Uiterlijk inleveren 27 juni
Elektrische velden vwo: hoofdstuk 12 (deel 3).
Hoofdstuk 4 - les 2 Elektrische energie.
Elektrische energie opwekken
Transcript van de presentatie:

ATLAS 3D-schets Één van de acht stroomlussen waar het in deze opgave om gaat z r  3D-aanzicht 5 m I= A (a) zij-aanzicht (b) voor-aanzicht (z=0) 5m 10m I papier in I papier uit 25 m 5 m ee MAGNETOSTATICA HUISWERK OPGAVE (DEEL I) Inleveren uiterlijk 21 mei (op papier; geen ) Het ATLAS experiment maakt gebruik van magneetvelden om de impuls van geladen deeltjes te kunnen bepalen. De figuur hieronder geeft schematisch de acht elektrische stroomkringen aan die tezamen het magneetveld in een bepaald deel van de ATLAS detector bepalen. In elk van de acht stroomlussen loopt een stroom van I= A. De dimensies zijn zoals aangegeven in de figuur. Voor de berekeningen kunnen alle rand effecten verwaarloosd worden.

3a Schets het B-veld behorend bij deze stroom configuratie in figuur (b). Rechterhandregel: je duim wijst in de richting van het veld, je andere vingers in de richting van de stroom. Het veld wijst dus tegen de wijzers van de klok in. 3b Voor de berekening van het B-veld gebruik je de wet van Ampère, waarbij je aanneemt dat het B-veld cilinder-symmetrisch is (d.w.z. In r  z coördinaten hangt B alleen af van r; zie figuur). Pas deze toe op de drie lussen gegeven in de figuur (b) om te laten zien dat voor de grootte en r-afhankelijkheid van het B-veld geldt (alles in vacuüm): 3c Bereken de totale energie opgeslagen in het B-veld (zie figuur (a) voor de afmetingen van de magneet). De energie van het B-veld is: We hoeven alleen te kijken naar het gebied 0<z<25, 5<r<10, 0<φ<2π, want alleen daar is het B-veld niet nul en is er dus een bijdrage aan de integraal. Met behulp van de vorige opgave vinden we De wet van Ampere luidt:. Je moet integreren langs de lus, en I is de stroom die door de lus ‘prikt’. Voor de lussen in de figuur staat in de f- richting:. Verder staat B ook overal in de φ-richting, dus het inproduct in de integraal is altijd hetzelfde:. We hoeven nu alleen nog φ te integreren van 0 tot 2π, dus we krijgen:. Als je nu naar de binnenste en de buitenste lussen kijkt dan zie je dat de totale stroom die daar doorheen prikt, nul is. Dus, dus B=0 (want r is niet 0). Door de middelste lus prikt wel een netto stroom, namelijk 8I. We krijgen dus, dus

3d Onderzoek deze bewering door de totale kracht op één stroomlus te bepalen. Bereken daarvoor eerst afzonderlijk de krachten op iedere zijde p, q, r en s (zie schets hierboven). Hoeft de ontwerp afdeling zich alleen zorgen te maken over de totale kracht? De richting van de Lorentz-kracht vind je bijvoorbeeld met de linkerhandregel. Je vindt dan dat de kracht op q naar boven gericht is, op r naar rechts, op s naar beneden en op p naar links. Voor de grootte van de kracht gebruik je. Nu is r constant bij de stukken q en s, dus je vindt heel eenvoudig De ontwerp afdeling van ATLAS vraagt zich af hoe sterk de ophanging van de stroomlussen moet zijn. Een beginnend ingenieur beweert dat de krachten elkaar wel zullen opheffen en alleen met de zwaartekracht rekening gehouden hoeft te worden. I= A r s p q Nu invullen in de integraal:

3e Een elektron (e  ) vliegt vanuit het midden van de detector loodrecht omhoog. Geef in figuur (a) en (b) aan hoe de elektron baan er uit zal zien. Voor de stukken p en r moet je integreren: De krachten op p en r heffen elkaar wel op, maar ze hebben wel de neiging om de lus te vervormen. Verder zien we dat de krachten op q en s elkaar niet opheffen (zijn niet even groot), er is dus ook een totale kracht op de lus. ee I= A In het rechter plaatje gaat het elektron het papier in.

b) voor-aanzicht (z=0) Grafisch antwoordenblad Naam: Col. Krt. Nr.: ee I= A a) zij-aanzicht Opgave 3a en 3e: