Een samenvatting van hoofdstuk 7: 'Elektrische en magnetische velden' (paragraaf 1 t/m 8) van het boek NOVA Natuurkunde 5 VWO | Gymnasium. Bevat afbeeldingen ter illustratie bij de stof.
Natuurkunde hoofdstuk 7: elektrische en magnetische velden
7.1 Vrije ladingen en elektrische spanning
Vrije elektronen die zich tussen 2 polen bevinden, bewegen zich altijd in de richting van de pluspool.
Er zijn veel toepassingen waarbij spanning werkt op vrije ladingen. Een elektrische spanning is altijd
gedefinieerd tussen twee punten: het gaat om het verschil in energie per lading tussen deze twee
punten. Als de twee punten niet aan elkaar verbonden zijn, loopt er geen stroom. Een voorbeeld
hierbij is dat wanneer een vogel op een hoogspanningskabel zit maar het geen stroom krijgt omdat
de vogel niet in contact komt met de grond.
Een vrije lading (q) tussen twee punten waar een spanning heerst, wint of verliest elektrische
energie. Bij een positieve lading:
- Winnen: er moet van buitenaf arbeid verricht worden op de positieve lading zodat het naar
de pluspool gaat. De lading wint elektrische energie bij het naderen van de pluspool.
- Verliezen: de afstotende elektrische kracht verricht positieve arbeid. De positieve lading gaat
van de pluspool af. De elektrische energie neemt dan af. Die wordt omgezet in kinetische
energie. Dit gaat spontaan.
De verandering van de elektrische energie ∆Eel van een lading q die een spanning U doorloopt, is
∆Eel = q · U
De elektrische energie neemt af in de richting waarin een lading spontaan beweegt onder invloed
van de elektrische kracht: als de pluspool naar een pluspool beweegt. De elektrische energie neemt
toe als een lading tegen de elektrische kracht in beweegt doordat de lading al een snelheid had of
doordat een andere kracht arbeid verricht: als een pluslading van een pluspool af beweegt.
Elektrische energie kan worden omgezet in kinetische energie.
∆Ek = -q · U
∆Ek = verandering in kinetische energie in joule (J)
q = de lading in coulomb C
U = de spanning in volt V
Een elektronvolt (eV) is de hoeveelheid kinetische energie die een elektron krijgt als het wordt
versneld door een spanning van een volt. In BINAS TAB 7 vind je deze waarde (q).
1 eV= -1,6022·10-19 C · -1 V = 1,6022·10-19 J
Om de eindsnelheid van een elektron te berekenen kun je de formule ∆Ek = ½ x m x v2eind gelijk stellen
aan de eerder genoemde formule van Ek.
In een röntgenbuis wordt röntgenstraling opgewekt. In de buis worden elektronen versneld. Als zij
de pluspool bereiken gaat er door de hoge snelheid kinetische energie verloren. Dit is de
röntgenstraling. In draden van apparaten en in het gas van een lamp wordt de energie opgedeeld.
Een elektron botst continu tegen ionen of atomen waarbij er energie wordt afgegeven. Na een
botsing moet het opnieuw versnellen dus de kinetische energie neemt niet voortdurend toe.
, 7.2 Elektrische velden
Een lading die zich in een ruimte met de twee polen bevindt, ondervindt een elektrische kracht.
"#$
𝐸=
%
𝐸 = elektrische-veldsterkte in newton per coulomb (N C-1)
𝐹 el = elektrische kracht in Newton (N)
Q = de lading in coulomb C
De richting van het elektrisch veld in een punt is gelijk aan de richting van de elektrische kracht op
een positieve lading die zich in dat punt bevindt. Bij een positieve lading zijn de richtingen van de
kracht en van het veld gelijk. Bij een negatieve lading zijn de richtingen tegengesteld.
Bij een elektrisch veld is het elektrisch veld gericht van de plus naar de minpool.
Bij een homogeen elektrisch veld is de elektrische-veldsterkte overal even groot en de veldlijnen
lopen evenwijdig. Elektrische veldlijnen teken je in de richting van het elektrisch veld. De afstand
tussen de veldlijnen geeft de sterkte van het elektrisch veld aan. Hoe kleiner de afstand, hoe sterker
het veld.
Een radiaal veld is een elektrisch veld waarbij de elektrische-veldsterkte kleiner wordt op grotere
afstand. De lijnen lopen vanuit 1 punt uit elkaar.
De elektrische kracht tussen twee ladingen op afstand r van elkaar bereken je met de volgende
formule:
%)*
Fel = f ∙
+,
Fel = kracht tussen twee ladingen in Newton N
f = evenredigheidsconstante (BIN TAB 7)
q en Q = ladingen in Coulomb C
r = afstand tussen middelpunten van de ladingen in meter m
De elektrische-veldsterkte op een afstand r van een lading Q bereken je met de volgende formule:
*
E=f⋅
+,
De eenheid van de elektrische-veldsterkte kan ook V/m (volt per meter) zijn. Als je een schatting van
de sterkte wilt maken, deel je de spanning tussen de polen door de afstand ertussen.
Bij een elektrische-veldsterkte van 106 V m-1 ontstaat er een vonk in de lucht. Dit gebeurt bij een
bliksem. Hierbij is de spanning tussen de grond en de onweerswolk heel groot.
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 lisaoosterink. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $5.36. You're not tied to anything after your purchase.
