NA samenvatting H8; Elektrische en magnetische velden
Paragraaf 1; Elektrische velden
Elektrische veldsterkte = een eigenschap van de ruimte en is onafhankelijk van de grootte van de
geplaatste lading de verhouding tussen kracht en lading (aanwezigheid pluspool en minpool)
Is een vectorgrootheid, omdat kracht dat ook is
Richting is gelijk aan richting van de elektrische kracht op een positieve lading (naar min toe)
⃗
F el
⃗
E= elektrische veldsterkte = elektrische kracht : lading
q
Elektrische veldsterkte (⃗ E ) in newton per coulomb (N/C)
Elektrische kracht (⃗
F el) in newton (N)
Lading (q) in coulomb (C)
Veldlijnen geven de richting van het elektrische veld aan
Hoe dichter bij elkaar, hoe sterker het elektrisch veld
Positief geladen bol lopen de lijnen ervan af, steeds zwakker elektrisch veld
Homogeen elektrisch veld = het elektrische veldsterkte is overal even groot
Radiaal veld = een veld dat vanuit één punt uiteenloopt
q ×Q
Fel = f x elektrische kracht = evenredigheidsconstante x (lading x lading) : afstand
r2
Evenredigheidsconstante (f) in newton keer vierkante meter per coulomb kwadraat (N*m2/C2)
Lading (Q) in coulomb
Afstand tussen de middelpunten van de ladingen (r) in meter (m)
Q
De grootte van elektrisch veldsterkte op afstand (r) is; E = f x
r2
Doorslag = een vonk in de lucht bij een elektrisch veldsterkte van ongeveer 1 x 10 6 N/C
Zoals aantrekken van een trui en bliksemflitsen
Paragraaf 2; Energie en spanning
Geladen deeltjes worden versneld in een elektrisch veld
De elektrische kracht (F) verricht arbeid op een geladen deeltje; W = F x s = Δ Ek
De kinetische energie neemt recht evenredig toe met de afstand waarover de kracht werkt
Negatief geladen deeltjes worden afgestoten door de minpool
De kinetische energie neemt toe en elektrische energie neemt af; Δ Ek = - Δ Eel
De elektrische energie hangt af van de positie van een lading t.o.v. de polen; potentiële
energie
Δ Eel = q x U elektrische energie = lading x spanning
Elektrische energie tussen twee punten (Eel) in joule (J)
Spanning (U) in volt (V)
Spanning is altijd het verschil tussen twee punten
‘geaard punt’ is een stroomdraad verbonden met de aarde (spanning tussen geaard punt en
aarde is 0 V)
, Elektronvolt (eV) is de hoeveelheid kinetische energie die een elektron krijgt als het wordt versneld
door een spanning ter grootte van één volt
Lading van een elektron; q = -e = -1,6022 x 10 -19 C
Ofwel; 1 eV = -1,0622 x 10-19 C x -1 V = 1,6022 x 10-19 J
De ruimte waardoor elektronen moeten verplaatst is vacuüm, zodat de elektronen niet tegen
moleculen botsen als een elektron tegen de pluspool botst, geeft het energie af (E kin)
In een stroomdraad botst het versnelde elektron voortdurend met het metaalrooster en zet
de energie om in warmte
Lucht ontstaan vonken bij elektrische veldsterkte van minimaal 106 V/m
Dit kan ontstaan door de spanning (U) te vergroten of de afstand ( Δx ) te verkleinen
w Δ Ek −Δ E e
F= Fel = = l
Δx Δx Δx
F el U
Δ Eel = q x U E = =
q Δx
[Eel] = N/C = V/m newton per coulomb = volt per meter
Paragraaf 3; Magnetische velden
Bewegende ladingen wekken een magneetveld op (stilstaande ladingen niet)
Een magneet heeft een noordpool en een zuidpool;
Gelijke polen stoten elkaar af, verschillende polen trekken elkaar aan
De kant van een magneet die wordt aangetrokken tot de geografische noordpool van de
aarde is de noordpool van de magneet (geografische noordpool is magnetische zuidpool)
Een magnetische veld wordt weergeven met magnetische veldlijnen
De richting is de bepalen door een proefmagneet (bijvoorbeeld kompas)
Noorpool proefmagneet zal aangetrokken worden door zuidpool staafmagneet
Noordpool geeft de richting van de veldlijnen aan
Binnen in een magneet lopen de veldlijnen van zuid naar noord
Veldlijnen lopen van noord naar zuid; altijd gesloten; dipool (noord- én zuidpool)
Magnetische veldsterkte (B) in tesla (T) de sterkte van het magneetveld
Hoe meer veldlijnen door een bepaald oppervlak, hoe sterker het magnetische veld
I
Stroomdraad; B = μ x
2 πr
N×I
Spoel; B = μ x
l
Homogeen magneetveld = overal even sterk, het aantal veldlijnen per oppervlak is gelijk
Proefmagneet lijnt uit met de veldlijnen
Inhomogeen magneetveld = het aantal veldlijnen per oppervlakte is niet overal gelijk
Proefmagneet draait makkelijk om as; beweegt naar de sterkere pool
Proefmagneet draait niet; magneet wordt afgestoten
Permanente magneten = materialen die permanent magneet zijn
Bodemgesteente; zijn magnetisch door het aardmagnetische veld
Vulkanische activiteit; eerst vloeibaar, atomen richten tot aardmagnetische veld, gesteente
stolde, richting gefixeerd
Hoe dichter je bij de polen komt, hoe grotere hoek van de aardmagnetische veldlijnen met
het aardoppervlak
Paragraaf 1; Elektrische velden
Elektrische veldsterkte = een eigenschap van de ruimte en is onafhankelijk van de grootte van de
geplaatste lading de verhouding tussen kracht en lading (aanwezigheid pluspool en minpool)
Is een vectorgrootheid, omdat kracht dat ook is
Richting is gelijk aan richting van de elektrische kracht op een positieve lading (naar min toe)
⃗
F el
⃗
E= elektrische veldsterkte = elektrische kracht : lading
q
Elektrische veldsterkte (⃗ E ) in newton per coulomb (N/C)
Elektrische kracht (⃗
F el) in newton (N)
Lading (q) in coulomb (C)
Veldlijnen geven de richting van het elektrische veld aan
Hoe dichter bij elkaar, hoe sterker het elektrisch veld
Positief geladen bol lopen de lijnen ervan af, steeds zwakker elektrisch veld
Homogeen elektrisch veld = het elektrische veldsterkte is overal even groot
Radiaal veld = een veld dat vanuit één punt uiteenloopt
q ×Q
Fel = f x elektrische kracht = evenredigheidsconstante x (lading x lading) : afstand
r2
Evenredigheidsconstante (f) in newton keer vierkante meter per coulomb kwadraat (N*m2/C2)
Lading (Q) in coulomb
Afstand tussen de middelpunten van de ladingen (r) in meter (m)
Q
De grootte van elektrisch veldsterkte op afstand (r) is; E = f x
r2
Doorslag = een vonk in de lucht bij een elektrisch veldsterkte van ongeveer 1 x 10 6 N/C
Zoals aantrekken van een trui en bliksemflitsen
Paragraaf 2; Energie en spanning
Geladen deeltjes worden versneld in een elektrisch veld
De elektrische kracht (F) verricht arbeid op een geladen deeltje; W = F x s = Δ Ek
De kinetische energie neemt recht evenredig toe met de afstand waarover de kracht werkt
Negatief geladen deeltjes worden afgestoten door de minpool
De kinetische energie neemt toe en elektrische energie neemt af; Δ Ek = - Δ Eel
De elektrische energie hangt af van de positie van een lading t.o.v. de polen; potentiële
energie
Δ Eel = q x U elektrische energie = lading x spanning
Elektrische energie tussen twee punten (Eel) in joule (J)
Spanning (U) in volt (V)
Spanning is altijd het verschil tussen twee punten
‘geaard punt’ is een stroomdraad verbonden met de aarde (spanning tussen geaard punt en
aarde is 0 V)
, Elektronvolt (eV) is de hoeveelheid kinetische energie die een elektron krijgt als het wordt versneld
door een spanning ter grootte van één volt
Lading van een elektron; q = -e = -1,6022 x 10 -19 C
Ofwel; 1 eV = -1,0622 x 10-19 C x -1 V = 1,6022 x 10-19 J
De ruimte waardoor elektronen moeten verplaatst is vacuüm, zodat de elektronen niet tegen
moleculen botsen als een elektron tegen de pluspool botst, geeft het energie af (E kin)
In een stroomdraad botst het versnelde elektron voortdurend met het metaalrooster en zet
de energie om in warmte
Lucht ontstaan vonken bij elektrische veldsterkte van minimaal 106 V/m
Dit kan ontstaan door de spanning (U) te vergroten of de afstand ( Δx ) te verkleinen
w Δ Ek −Δ E e
F= Fel = = l
Δx Δx Δx
F el U
Δ Eel = q x U E = =
q Δx
[Eel] = N/C = V/m newton per coulomb = volt per meter
Paragraaf 3; Magnetische velden
Bewegende ladingen wekken een magneetveld op (stilstaande ladingen niet)
Een magneet heeft een noordpool en een zuidpool;
Gelijke polen stoten elkaar af, verschillende polen trekken elkaar aan
De kant van een magneet die wordt aangetrokken tot de geografische noordpool van de
aarde is de noordpool van de magneet (geografische noordpool is magnetische zuidpool)
Een magnetische veld wordt weergeven met magnetische veldlijnen
De richting is de bepalen door een proefmagneet (bijvoorbeeld kompas)
Noorpool proefmagneet zal aangetrokken worden door zuidpool staafmagneet
Noordpool geeft de richting van de veldlijnen aan
Binnen in een magneet lopen de veldlijnen van zuid naar noord
Veldlijnen lopen van noord naar zuid; altijd gesloten; dipool (noord- én zuidpool)
Magnetische veldsterkte (B) in tesla (T) de sterkte van het magneetveld
Hoe meer veldlijnen door een bepaald oppervlak, hoe sterker het magnetische veld
I
Stroomdraad; B = μ x
2 πr
N×I
Spoel; B = μ x
l
Homogeen magneetveld = overal even sterk, het aantal veldlijnen per oppervlak is gelijk
Proefmagneet lijnt uit met de veldlijnen
Inhomogeen magneetveld = het aantal veldlijnen per oppervlakte is niet overal gelijk
Proefmagneet draait makkelijk om as; beweegt naar de sterkere pool
Proefmagneet draait niet; magneet wordt afgestoten
Permanente magneten = materialen die permanent magneet zijn
Bodemgesteente; zijn magnetisch door het aardmagnetische veld
Vulkanische activiteit; eerst vloeibaar, atomen richten tot aardmagnetische veld, gesteente
stolde, richting gefixeerd
Hoe dichter je bij de polen komt, hoe grotere hoek van de aardmagnetische veldlijnen met
het aardoppervlak
