Summary
Samenvatting Systematische Natuurkunde 5 VWO H.10 Elektromagnetisme
- Course
- Institution
- Book
Samenvatting Systematische Natuurkunde 5 VWO Hoofdstuk 10 Elektromagnetisme
[Show more]
Connected book
Book Title:
Author(s):
- Edition:
- ISBN:
- Edition:
1 review
By: omaymamenina1630 • 2 year ago
Seller
Follow
7danique
Reviews received
Content preview
Hoofdstuk 10 - Elektromagnetisme10.1 Elektrische velden
Een elektrisch veld is een omgeving waar elektrische kracht merkbaar is. Hierin ondervinden
ladingen krachtwerking. Ongelijknamige ladingen trekken elkaar aan. Een elektrisch veld wordt
schematisch weergegeven met elektrische veldlijnen: denkbeeldige lijnen waarlangs een positieve
lading in een veld beweegt, dit is altijd van de positieve lading af doordat positieve ladingen elkaar
afstoten. Het elektrisch veld is het sterkst in de buurt van de lading. Hoe dichter de veldlijnen bij elkaar
liggen, des te groter de krachtwerking is op een lading.
Voor de elektrische kracht (in N) die een geladen deeltje in een punt van een elektrisch veld
ondervindt, geldt:
Fel = q ∙ E (F en E zijn vectoren)
q = lading van het deeltje in C
E = elektrische veldsterkte in N/C (= elektrische kracht op een lading van 1 C in punt P)
Bij een positieve lading in een elektrisch veld wijzen de elektrische kracht en de veldsterkte dezelfde
kant op. Bij een negatieve lading wijzen ze tegen elkaar in.
De afstoting tussen ladingen is groter bij een kleinere afstand of grotere lading. Voor de grootte van de
elektrische kracht die twee ladingen op elkaar uitoefenen, geldt wet van Coulomb:
Fel = f ∙ ( (q ∙ Q) / r2 ) (F is vector)
Fel = elektrische kracht in N
f = constante in N m2 C-2 (hangt af van medium, algemeen geldt voor lucht en vacuüm)
q / Q = lading van deeltje in C
r = afstand tussen de twee deeltjes (bij bollen: de afstand tussen de middelpunten)
De eigenschappen van een elektrisch veld kun je bepalen door een deeltje met kleine lading
(proeflading) in het veld te plaatsen en te kijken naar de grootte en richting van de kracht op dat
deeltje. Hierbij wordt de parallellogrammethode gebruikt.
Veldlijnen hebben de volgende eigenschappen:
- De richting van de elektrische kracht in een bepaald punt wordt gegeven door de raaklijn aan
de veldlijn door dat punt.
- De richting van de veldlijn is gelijk aan de richting van de kracht op een positieve proeflading.
- Een veldlijn loopt altijd van een positieve lading af en/of naar een negatieve lading toe.
- In een tekening is de dichtheid van de veldlijnen een maat voor de sterkte van het veld. Hoe
dichter de veldlijnen bij elkaar liggen, des te groter is de elektrische kracht op een proeflading.
- Elektrische veldlijnen snijden elkaar nooit, want in een bepaald punt van het veld is er altijd
maar één resulterende elektrische kracht.
- Veldlijnen staan loodrecht op geleiders (aan de binnenkant van de geleider is het elektrisch
veld altijd nul).
Een condensator bestaat uit twee evenwijdige metalen platen die op een spanningbron zijn
aangesloten. Hierin bevindt zich een homogeen elektrisch veld: de veldlijnen wijzen dezelfde kant
op en zijn evenwijdig, op gelijke onderlinge afstand. De veldsterkte is overal even groot en wijst overal
dezelfde kant op. Bij een radiaal veld is er een plasmabol met daaromheen bewegende ladingen
tussen het bolletje in het midden en de rand van de bol.
10.2 Elektrische energie
Er zijn twee condensatorplaten met daartussen een homogeen elektrisch veld en elk een opening.
Hier vliegt een proton bij P de condensator in en er werkt dan een elektrische kracht op het proton.
Het proton is positief, dus de elektrische kracht wijst in de richting van het elektrische veld en dit is dan
ook de resulterende kracht waardoor het proton versnelt. De snelheid van het proton bij punt Q zal
hoger zijn dan bij P. De kinetische energie is dus toegenomen en volgens de wet van behoud van
energie is dan een vorm van potentiële energie afgenomen.
, Je kunt ook zeggen dat de kinetische energie is toegenomen omdat de elektrische kracht een
positieve arbeid heeft verricht. Als een kracht positieve arbeid verricht, neemt de bijbehorende energie
af. De elektrische energie van het proton neemt af tijdens de oversteek van P naar Q. De toename
van kinetische energie is gelijk aan de afname van de elektrische energie, er geldt:
∆Ek = - ∆Eel (veranderingen van de energie)
∆Ek = Ek,eind - Ek,begin
∆Eel = Eel,eind - Eel,begin
De sterkte van het elektrisch veld hangt af van de grootte van de spanning die over de
condensatorplaten staat. Een grotere spanning betekent een sterker veld, dus ook een grotere
toename van kinetische energie. De verandering van de elektrische energie hangt dus af van
spanning, er geldt:
∆Eel = q ∙ U (verandering van elektrische energie in J)
q = lading in coulomb (C)
U = spanning in volt (V)
Ook hier mag je zelf bepalen waar de energie 0 J is, oftewel welke plaat een spanning heeft van 0 V
ten opzichte van de aarde. Gebruikelijk is dat de plaat die aan de negatieve pool verbonden is. De
elektrische energie van een deeltje bij de negatieve plaat is dan 0 J. Dan is de spanning van de
positieve pool altijd positief. Of de elektrische energie van het deeltje bij de positief of negatief is,
hangt dan af van de lading van dat deeltje.
Een röntgenapparaat maakt gebruik van röntgenstraling die wordt opgewekt in een röntgenbuis.
Hierin worden elektronen versneld met behulp van een sterk elektrisch veld. De negatieve pool wordt
verhit waardoor elektronen losraken uit het metaal. De positieve pool is een blok metaal waarop
elektronen met zeer hoge snelheid botsen doordat de spanning tientallen kilovolt is. Hierbij ontstaat
röntgenstraling en ook warmte waardoor het blok gekoeld moet worden.
Bij CERN krijgen protonen en ionen in een lineaire versneller bijna de lichtsnelheid. Omdat hiervoor
een onmogelijke spanning benodigd is, worden de protonen in stappen versneld met een wisselend
elektrisch veld. Vanuit een punt komt de proton in de eerste buis met een lage snelheid. Wanneer de
proton het rechteruiteinde van de buis heeft bereikt, is buis 1 positief en buis 2 negatief. Het proton
wordt dus versneld als het van buis 1 naar buis 2 gaat. Met de snelheid waarmee de proton buis 2
bereikt, doorloopt het ook buis 2. Op het proton werkt geen elektrische kracht, omdat binnenin een
geleider geen elektrisch veld aanwezig is. Tijdens het doorlopen van buis 2 wordt de spanning
omgewisseld, waardoor het proton weer wordt versneld tijdens de oversteek van buis 2 naar 3. Zo
gaat dat telkens door, waardoor de kinetische energie tussen de twee buizen steeds toeneemt. Hierbij
geldt: ∆Ek = q ∙ UPQ. Een nieuwe proton kan buis 1 binnenkomen zodra de eerste proton buis 3
binnenkomt, zodat meerdere protonen versneld kunnen worden door de spanning om te keren. De
verblijfstijd in elke buis moet even lang zijn, maar omdat de snelheid van de protonen steeds groter
wordt, leggen de protonen een grotere afstand af tijdens de verblijfstijd in de buis. Daarom zijn de
buizen steeds langer.
De energie van deeltjes druk je uit in joule. Een andere eenheid voor energie is elektronvolt. Er geldt:
1,000 eV = 1,602 ∙ 10-19 J.
10.3 Elektromagnetisme
De stoffen ijzer, nikkel en kobalt zijn magnetiseerbaar. De omgeving waarin de magnetische kracht
merkbaar is, noem je het magnetisch veld. De richting van het magnetisch veld kun je met een
kompas bepalen, want de naald van een kompas wijst altijd langs de veldlijnen van het veld.
Veldlijnen van een magnetisch veld hebben de volgende eigenschappen:
- Veldlijnen zijn gesloten krommen, buiten de magneet lopen ze van noord- naar de zuidpool.
- De richting van een veldlijn in een bepaald punt P (de richting van de raaklijn in P) geeft de
richting aan van het magnetisch veld in P.
- Veldlijnen komen niet altijd loodrecht uit een magneet.
- Veldlijnen snijden elkaar nooit.
- Naarmate het magnetisch veld sterker is, lopen de veldlijnen dichter bij elkaar.
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 7danique. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $3.21. You're not tied to anything after your purchase.
Can Stuvia be trusted?
4.6 stars on Google & Trustpilot (+1000 reviews)
67474 documents were sold in the last 30 days
Founded in 2010, the go-to place to buy study notes for 14 years now