samenvatting van H23 (elektriciteit) Giancoli natuurkunde deel 2
12 views 0 purchase
Course
Elektromagnetisme fysica (C003980A)
Institution
Universiteit Gent (UGent)
Book
Natuurkunde Deel 2 Elektriciteit, magnetisme, optica en moderne fysica
samenvatting van H23 (elektriciteit) van Giancoli natuurkunde deel 2. 16/20 mee gehaald. Voordeliger in bundel met andere hoofdstukken: zie profiel/stuur bericht;
HS: 23 Elektrische potentiaal
23.1: Elektrische potentiële energie en potentiaalverschil
Elektrische potentiële energie:
Potentiële energie kunnen we enkel definiëren voor conservatieve krachten (H8) → door een conservatieve
kracht verrichte arbeid om een lading te bewegen van een punt naar een ander punt is onafhankelijk van de
gevolgde weg
Elektrostatische kracht tussen 2 willekeurige ladingen is conservatief (1/r^2 vorm) zodat er een elektrische
potentiële energie bestaat
Verandering in potentiële energie tussen twee punten :
ΔU = −W = Wext
→ puntlading q van a naar b: verandering elektrische potentiële ernegie =
arbeid die door een utiwendige kracht moet verricht worden om de lading
van a naar b te brengen (of het tegengestelde van de arbeid die door de
elektrische krachgt zelf wordt uitgoefend om van a naar b te bewegen
Voorbeeld: Positief geladen deeltje wordt losgelaten aan de positieve plaat, het elektrisch veld voert een kracht
uit op het deeltje waardoor het richting de negatief geladen plaat versnelt. (Het beweegt van een plek met
hogere potentiele energie [hoge potentiaal,+], naar een plek met lagere potentiele energie [lage potentiaal,-].)
Arbeid uitgeoefend door het veld om het deeltje te bewegen:
elektrische kracht elvert hierbij arbeid:
W = F ⋅ d = F d = qEd
Zo kan het verschil in potentiele energie ook berekend worden:
ΔU = Ub − Ua = −W = −qEd
→ wanneer de elektrische kracht + arbeid op een lading verricht neemt de kinetische energie toe en de
potentiële af: versnelling van het deeltje
→ totale hoeveelheid energie blijft constant ΔK + ΔU = 0 (behoud mechanische energie)
Voor een positieve lading (dit vb) is de hoge potentiaal de positief geladen plaat en de
lage potentiaal de negatief geladen plaat ⇒
heeft dus grootste potentiële energie bij de
positieve plaat ⇒
een positieve lading beweegt spontaan van hoger (+) naar lagere (-)
potentiaal
Voor een negatieve lading is de hoge potentiaal de negatief geladen plaat en de lage
potentiaal de postitief geladen plaat ⇒
heeft de grootste potentiële energie bij de
HS: 23 Elektrische potentiaal 1
, negatieve plaat ⇒ negatieve lading beweegt spontaan van lagere (+) naar een hogere
(-) potentiaal
W = −ΔU : Zwaartekracht voert arbeid uit op een voorwerp, echter verlaagt het zijn
potentiële energie omdat deze het voorwerp naar het oppervlak van de aarde duwt.
Elektrische potentiaal en potentiaalverschil:
Elektrische potentiaal: elektrische potentiële energie per eenheid van lading (V) in Volt 1V = 1 CJ [verwar de V’s
niet]
→ potentiaal (grootheid) wordt ook voltage of spanning genoemd
→ Als pos testlading q een potentiële energie Ua heeft, in een punt a. Dan is de “absolute” potentiaal gelijk aan
(Vb = 0 zodat Vba = Va)
Ua
Va =
q
→ typische keuzes als referentiepunt waar V 0 is zijn de aarde, een geleider verbonden met de aarde of een
punt op oneindige afstand (Vide Infra), we doen dit omdat enkel een verschil in potentiaal een fysische betekenis
heeft (U is een toestandsfunctie)
Ub − Ua −Wba
Vba = Vb − Va = ΔV = = = (Ed)
q q
💡 potentiaal hangt af van de bronlading en niet van de testlading q
Verandering in potentiële energie van een lading q:
💡 Elektrisch potentiaalverschil: is de maat van hoeveel energie een elektrische lading op kan nemen in
een bepaalde situatie/maat voor de hoeveelheid arbeid die een bepaalde lading kan verrichten
→ stel: 2platen met potverschil 6V, en een lading q= +1C. stel dat die lading verplaatst wordt van een punt a
(negatief) naar een punt b(positief), dan zal die lading 6J aan potentiele energie aanschaffen (in die situatie)
[omgekeerd zal het 6J verliezen].
→ batterij heeft als doel het potentiaalverschil in stand te houden, de verbruikte energie hangt af van de
hoeveelheid lading die zich verplaatst bij het in stand houden van het potentiaalverschil
als er in vraagstukken gevraagd wordt naar de versnelling van een deeltje in zo’n veld
van ene plaat naar andere: werken met behoud mechanische energie
23.2: Relatie tussen elektrisch potentiaal en elektrisch veld
Effecten van elke ladingsverdeling kan of in termen van elektrisch veld (vector) of in termen van elektrische
potentiaal (scalar) uitgedrukt worden: elektrisch potentiaal is makkelijker want dit is een scalaire grootheid, elektrisch
HS: 23 Elektrische potentiaal 2
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 hannahmeuleman. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $3.75. You're not tied to anything after your purchase.
