Natuurwetenschappen
juni 2021 – examen
Thema 3: Elektrodynamica
1. Elektrische lading
1.1 Opwekken van ladingen
Besluit: Wanneer we sommige voorwerpen wrijven met andere stoffen, krijgen ze de eigenschap
lichte voorwerpen aan te trekken. We zeggen dat de gewreven voorwerpen elektrisch geladen
zijn.
1.2 Soorten ladingen
Besluit:
- 2 soorten elektrische ladingen: positieve en negatieve
- Gelijksoortige ladingen ( + en + of – en – ) stoten elkaar af
- Ongelijksoortige ladingen ( + en – ) trekken mekaar aan
1.3 Atoomstructuur
Alle atomen bestaan uit 2 gebieden:
- In de kern vinden we protonen (= positief) en neutronen (= elektrisch neutraal)
- Rond de kern bewegen elektronen (= negatief) in de elektronwolk
- Atoom is elektrisch neutraal: aantal protonen = aantal elektronen
- Voorwerp opwrijven → elektronen opgenomen of afgegeven worden → voorwerp niet meer
neutraal maar elektrisch geladen
! enkel elektronen kunnen worden overgedragen worden, kern blijft onveranderd !
We wrijven een plastieken staan met een wollen doek. Wat gebeurt er?
→ Er bewegen wippen elektronen van de doek naar de staaf.
→ Op de plastic staaf zitten dan meer elektronen dan protonen
→ De staaf krijgt een negatieve lading.
+-+-+ ++-+
-
We wrijven een glazen staaf met een stuk papier. Wat gebeurt er?
→ Er wippen elektronen over van de glazen staaf naar het papier of kattenvel.
→ Op de glazen staaf zitten dan minder elektronen dan protonen
→ De staaf krijgt een positieve lading.
+-+ +--
Door wrijving worden er elektronen opgenomen of afgegeven waardoor het voorwerp
elektrisch geladen is. We spreken van elektrostatische lading
Vb: trui, trampoline, glijbaan
1 mC (millicoulomb) = 10-3C
1 μC (micrcoulomb) = 10-6C
Een proton en een elektron dragen een zeer kleine lading: = elementaire lading
- Lading proton = 1,6 x 10-19
- Lading elektron = 1,6 x 1019
Kort samengevat:
• In een neutraal voorwerp is het aantal protonen gelijk aan het aantal elektronen.
• Een voorwerp krijgt een positieve lading door elektronen af te geven.
• Een voorwerp krijgt een negatieve lading door elektronen op te nemen.
• Lading ontstaan door wrijving, noemt men elektrostatische lading.
• Elektrische lading wordt voorgesteld door het symbool Q, en uitgedrukt in Coulomb (C)
1.4 Aantonen van elektrische ladingen
Een elektroscoop = toestel dat gebruikt wordt om elektrische ladingen aan te tonen.
Tekening:
Niet geladen: Geladen:
• Positieve en negatieve ladingen zijn gelijk • Negatieve ladingen worden
verdeeld aangetrokken tot positieve staaf
• + en – trekken elkaar aan • Positieve ladingen op naald stoten
→ Naald wijkt niet uit elkaar af
→ Naald wijkt uit
1.5 Geleiders en islolatoren
Geleiders
= Stoffen waardoor ladingen zich onmiddellijk verplaatsen
- Weinig valentie-elektronen
- Valentie-elektronen zijn niet stevig aan kern gebonden
- Elektronen kunnen zich verplaatsen
Vb: metalen, water (niet gedestileerd), menselijk lichaam
Isolatoren
= Stoffen waardoor ladingen zich niet onmiddellijk kunnen verplaatsen
- Veel valentie-elektronen
- Valentie-elektronen zijn stevig aan kern gebonden
- Elektronen kunnen zich niet verplaatsen
Vb: water (gedestileerd), hout, rubber
2
,2. Elektrische stroom
2.1 Begrip ‘‘elektrische stroom’’
Proef: We nemen 2 identieke elektroscopen. We laden elektroscoop 1 met een gewreven plastic
staaf tot de naald ver uitwijkt. Elektroscoop 2 laden we eveneens met een gewreven plastic staaf
tot de naald een kleine uitwijking vertoont. Vervolgens verbinden we beide elektroscopen met een
stuk metaaldraad.
→ de uitwijking op elektroscoop 1 wordt kleiner en op 2 wordt groter
Tekening:
Kort samengevat:
Een elektrische stroom is een verplaatsing van elektronen tussen 2 punten.
2 voorwaarden voor elektrische stroom:
- Er moet een verschil in lading aanwezig zijn (= spanning of potentiaal verschil)
- 2 punten moeten verbonden zijn met een geleider
2.2 Spanning en elektrische stroom
Elektrische stroom = beweging van elektronen zolang er een potentiaalverschil is tussen beide
punten. Negatieve pool → positieve pool
Grootheid spanning (= potentiaalverschil): U
Eenheid spanning (= potentiaalverschil): Volt (V)
Netspanning in België = 230V
2.3 Spanningsbron
Gelijksspanningsbron: potentiaalverschil tussen de 2 polen constant
Gelijksspanningsbron met regelbare spanning:
Wisselspanningsbron: potentiaalverschil is niet constant en wisselt van teken
2.4 Stroomsterkte
= de hoeveelheid elektronen die door een geleider stroomt
Grootheid stroomsterkte: I
Eenheid stroomsterkte: Ampère (A)
Formule:
I=ΔQ t = Q
Q = i x T
Δt i
3
, 3. Elektrische weerstand
3.1 Weerstand
= de mate waarin een geleider de beweging van elektronen afremt
Grootheid weerstand: R
Eenheid weerstand: Ohm (Ω)
De weerstand van een geleider is afhankelijk van:
- De lengte v/d geleider. Hoe langer de geleider, hoe meer de elektronen afgeremd worden
- De doorsnede v/d geleider. Hoe groter de doorsnede, hoe kleiner de weerstand
- Het materiaal waaruit de geleider gemaakt is. (weinig weerstand in een koperen geleider)
Schematische voorstelling:
3.2 Meten van spanning en stroomsterkte
Voltmeter (of multimeter): de spanning tussen 2 punten te meten
Ampèremeter (of multimeter): om de stroom door een toestel te meten
3.3 Stroomkring
3 voorwaarden:
- Tussen 2 punten moet een spanning onderhouden worden
- De kring moet gesloten zijn
- De kring moet bestaan uit geleidende verbinding
Conventionele stroomzin: van positief naar negatief →
Werkelijke stroomzin: van negatief naar positief →
3.4 Wet van Ohm
De verhouding v/d spanning over de uiteinden v/e geleider tot de stroomsterkte die er door vloeit
is een constante en wordt de elektrische weerstand van deze geleider genoemd
R=U I=U U=R.I R= Weerstand ()
→ →
I R U= Spanning (V)
I= Stroomsterkte (A)
4. Schakelen van weerstanden
4.1 serie- parallelschakeling
4
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller katovandenberge. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $4.86. You're not tied to anything after your purchase.