Wanneer is magnetische flux nul?

Magnetische flux ($\Phi$) is een maat voor het aantal magnetische veldlijnen dat door een bepaald oppervlak gaat. Het helpt ons te begrijpen hoeveel van een magnetisch veld door een spoel of een ander oppervlak heen gaat.

De formule voor magnetische flux is: $\Phi = B \cdot A \cdot \cos \alpha$

Hierin is:

• $B$ de magnetische veldsterkte (hoe sterk het magnetisch veld is).
• $A$ de oppervlakte van de spoel of het oppervlak waar de flux doorheen gaat.
• $\alpha$ de hoek tussen de magnetische veldlijnen en de normaal op het oppervlak van de spoel. De normaal is een denkbeeldige lijn die loodrecht op het oppervlak staat.

Wanneer is magnetische flux nul? De magnetische flux is nul in de volgende gevallen:

1. Er is geen magnetisch veld aanwezig ($B=0$). Als er geen magnetisch veld is, kunnen er ook geen veldlijnen door een oppervlak gaan, dus is de flux nul.
2. De magnetische veldlijnen lopen parallel aan het oppervlak van de spoel. Dit betekent dat de veldlijnen langs het oppervlak bewegen en er niet doorheen gaan. In dit geval is de hoek $\alpha$ tussen de magnetische veldlijnen en de normaal op het oppervlak $90^\circ$. Omdat $\cos(90^\circ) = 0$, wordt de hele flux nul: $\Phi = B \cdot A \cdot 0 = 0$.

Voorbeeld met situaties A, B en C:

Stel je voor dat je een spoel hebt die in een uniform magnetisch veld wordt geplaatst.

• Situatie A (Maximale flux): In situatie A staat de spoel zo georiënteerd dat de magnetische veldlijnen loodrecht door het oppervlak van de spoel gaan. Dit betekent dat de veldlijnen parallel lopen aan de normaal op het oppervlak. De hoek $\alpha$ is dan $0^\circ$. Omdat $\cos(0^\circ) = 1$, is de flux maximaal: $\Phi = B \cdot A \cdot 1 = B \cdot A$.

• Situatie C (Nul flux): In situatie C is de spoel zo gekanteld dat de magnetische veldlijnen parallel lopen aan het oppervlak van de spoel. Er gaan geen veldlijnen door de spoel heen. De hoek $\alpha$ tussen de veldlijnen en de normaal op het oppervlak is dan $90^\circ$. Omdat $\cos(90^\circ) = 0$, is de flux nul: $\Phi = B \cdot A \cdot 0 = 0$.

• Situatie B (Tussenliggende flux): In situatie B is de spoel gekanteld, maar niet zo ver dat de veldlijnen er volledig parallel aan lopen. Er gaan nog steeds veldlijnen door het oppervlak van de spoel, maar minder dan in situatie A. De hoek $\alpha$ ligt hier tussen $0^\circ$ en $90^\circ$. De waarde van $\cos \alpha$ zal dan tussen 0 en 1 liggen. Hierdoor is de magnetische flux in B niet nul, maar ook niet maximaal.

Wat betekent "parallel"? Twee lijnen of vlakken zijn parallel als ze overal dezelfde afstand tot elkaar hebben en elkaar nooit snijden. In de context van magnetische flux betekent het dat de magnetische veldlijnen en het oppervlak van de spoel in dezelfde richting liggen, zonder elkaar te kruisen, waardoor er geen veldlijnen door het oppervlak heen gaan.