Natuurkunde
Hoofdstuk 7: Elektrische en magnetische velden
7.1 Vrije ladingen en elektrische spanning
Voor een proton in een schakeling geldt:
o Plus stoot plus af; min trekt plus aan.
o Een proton bij een minpool zal dus niet uit zichzelf naar de pluspool
bewegen. Je moet deze ernaartoe forceren en dus arbeid
verrichten. Hierbij wint de proton elektrische energie (E el), en verliest
deze kinetische energie (Ek).
o Een proton bij een pluspool zal vanzelf worden afgestoten. Hierbij
wint de proton kinetische energie (Ek) en verliest de proton
elektrische energie (Eel).
Voor een elektron geldt dit ook, maar dan andersom want die wordt
afgestoten door de minpool en aangetrokken door de pluspool.
Voor deze situatie gelden de volgende twee formules:
o ΔEel = q · ΔU
o ΔEk = -q · ΔU
De min staat hier om de formules te corrigeren. Als de een
namelijk toeneemt, neemt de ander af. Dus als de een
positief is moet de ander wel negatief zijn. Probeer dit maar
met een willekeurig voorbeeld (zie hieronder).
Check van de formules (logisch redeneren van het min-teken):
o Stel één elektron laat je los bij de minpool (U = 4V). Wat is E k?
o De elektron beweegt van de min- naar de pluspool, dan wint deze
dus 4V aan energie (want hij beweegt tegen de natuurlijke stroom
in, dus wint hij energie, zie anders: de vuistregel).
Vuistregel: de plus heeft de spanning (bijv. 4V), de min is 0V.
Van plus (4V) naar min (0V): je verliest aan U (-4V).
Van min (0V) naar plus (4V): je wint aan U (+4V).
o Ek = -q · ΔU = -(-1,6022 · 10-19 C · 4 V) = 6,409 · 10-19 J.
o Het minteken corrigeert de formule, want E k moet wel positief zijn.
Dus het minteken is vanaf nu gewoon logisch.
Elektronvolt
Elektronvolt (eV): de hoeveelheid kinetische energie die een elektron krijgt
als het wordt versneld door een spanning van één volt.
o Elektron dus negatieve e.
o Versnelling, dus van de minpool naar de pluspool,
o 1 eV = -q · ΔU = -(-1,6022 · 10-19 C · 1 V) = 1,6022-19 J.
, 7.2 Elektrische velden
Elektrische-veldsterkte wordt als volgt gedefinieerd:
⃗
F [N ]
⃗E = el // [NC −1 ]= [C]
q
o Omdat ⃗F een vectorgrootheid is, is ⃗E dat ook.
Let op, het grote verschil tussen de grootheden ⃗ E en Eel:
o ⃗ E = elektrische veldsterkte in Newton per Coulomb.
o Eel = elektrische energie in Joule.
Positieve lading: richting van kracht en veld zijn gelijk.
Negatieve lading: richting van kracht en veld staan tegenover elkaar.
o Voer maar in de formule in; de '-' van de negatieve lading zorgt voor
de tegenovergestelde richtingen.
Elektrische velden tekenen
Regels voor het tekenen van elektrische veldlijnen:
o Elektrische veldlijnen bewegen altijd van plus naar min.
o De lijn begint en eindigt loodrecht op een oppervlak.
o Een pijltje geeft de richting aan.
o Veldlijnen zijn altijd gesloten, tenzij dit te groot is om te tekenen.
Homogeen veld (linksonder): elektrische veldsterkte overal even sterk.
Radiaal veld
Radiaal veld: een vanuit één punt uiteenlopend elektrisch veld.
o Zie de figuur rechtsonder.
o De niet-gesloten veldlijnen, gaan door tot in het 'oneindige'.
De mogelijke situaties bij een elektrisch veld:
o De stippellijn geeft een asymptoot weer bij situatie II en III. Deze
asymptoot bestaat omdat twee dezelfde ladingen elkaar afstoten en
elkaar dus nooit raken. Er moet dus wel een assymptoot bestaan.
o Bij situatie II en III kunnen de protonen ook elektronen zijn.
o In situatie III is de assymptoot verschoven, omdat de rechterproton
een dubbele lading heeft ten opzichte van de linkerproton.
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 KevinKlinkspoor. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $3.78. You're not tied to anything after your purchase.