Natuurwetenschappen
juni 2021 – examen
Thema 3: Elektrodynamica
1. Elektrische lading
1.1 Opwekken van ladingen
Besluit: Wanneer we sommige voorwerpen wrijven met andere stoffen, krijgen ze de eigenschap
lichte voorwerpen aan te trekken. We zeggen dat de gewreven voorwerpen elektrisch geladen
zijn.
1.2 Soorten ladingen
Besluit:
- 2 soorten elektrische ladingen: positieve en negatieve
- Gelijksoortige ladingen ( + en + of – en – ) stoten elkaar af
- Ongelijksoortige ladingen ( + en – ) trekken mekaar aan
1.3 Atoomstructuur
Alle atomen bestaan uit 2 gebieden:
- In de kern vinden we protonen (= positief) en neutronen (= elektrisch neutraal)
- Rond de kern bewegen elektronen (= negatief) in de elektronwolk
- Atoom is elektrisch neutraal: aantal protonen = aantal elektronen
- Voorwerp opwrijven → elektronen opgenomen of afgegeven worden → voorwerp niet meer
neutraal maar elektrisch geladen
! enkel elektronen kunnen worden overgedragen worden, kern blijft onveranderd !
We wrijven een plastieken staan met een wollen doek. Wat gebeurt er?
→ Er bewegen wippen elektronen van de doek naar de staaf.
→ Op de plastic staaf zitten dan meer elektronen dan protonen
→ De staaf krijgt een negatieve lading.
+-+-+ ++-+
-
We wrijven een glazen staaf met een stuk papier. Wat gebeurt er?
→ Er wippen elektronen over van de glazen staaf naar het papier of kattenvel.
→ Op de glazen staaf zitten dan minder elektronen dan protonen
→ De staaf krijgt een positieve lading.
+-+ +--
Door wrijving worden er elektronen opgenomen of afgegeven waardoor het voorwerp
elektrisch geladen is. We spreken van elektrostatische lading
Vb: trui, trampoline, glijbaan
1 mC (millicoulomb) = 10-3C
1 μC (micrcoulomb) = 10-6C
Een proton en een elektron dragen een zeer kleine lading: = elementaire lading
- Lading proton = 1,6 x 10-19
- Lading elektron = 1,6 x 1019
Kort samengevat:
• In een neutraal voorwerp is het aantal protonen gelijk aan het aantal elektronen.
• Een voorwerp krijgt een positieve lading door elektronen af te geven.
• Een voorwerp krijgt een negatieve lading door elektronen op te nemen.
• Lading ontstaan door wrijving, noemt men elektrostatische lading.
• Elektrische lading wordt voorgesteld door het symbool Q, en uitgedrukt in Coulomb (C)
1.4 Aantonen van elektrische ladingen
Een elektroscoop = toestel dat gebruikt wordt om elektrische ladingen aan te tonen.
Tekening:
Niet geladen: Geladen:
• Positieve en negatieve ladingen zijn gelijk • Negatieve ladingen worden
verdeeld aangetrokken tot positieve staaf
• + en – trekken elkaar aan • Positieve ladingen op naald stoten
→ Naald wijkt niet uit elkaar af
→ Naald wijkt uit
1.5 Geleiders en islolatoren
Geleiders
= Stoffen waardoor ladingen zich onmiddellijk verplaatsen
- Weinig valentie-elektronen
- Valentie-elektronen zijn niet stevig aan kern gebonden
- Elektronen kunnen zich verplaatsen
Vb: metalen, water (niet gedestileerd), menselijk lichaam
Isolatoren
= Stoffen waardoor ladingen zich niet onmiddellijk kunnen verplaatsen
- Veel valentie-elektronen
- Valentie-elektronen zijn stevig aan kern gebonden
- Elektronen kunnen zich niet verplaatsen
Vb: water (gedestileerd), hout, rubber
2
,2. Elektrische stroom
2.1 Begrip ‘‘elektrische stroom’’
Proef: We nemen 2 identieke elektroscopen. We laden elektroscoop 1 met een gewreven plastic
staaf tot de naald ver uitwijkt. Elektroscoop 2 laden we eveneens met een gewreven plastic staaf
tot de naald een kleine uitwijking vertoont. Vervolgens verbinden we beide elektroscopen met een
stuk metaaldraad.
→ de uitwijking op elektroscoop 1 wordt kleiner en op 2 wordt groter
Tekening:
Kort samengevat:
Een elektrische stroom is een verplaatsing van elektronen tussen 2 punten.
2 voorwaarden voor elektrische stroom:
- Er moet een verschil in lading aanwezig zijn (= spanning of potentiaal verschil)
- 2 punten moeten verbonden zijn met een geleider
2.2 Spanning en elektrische stroom
Elektrische stroom = beweging van elektronen zolang er een potentiaalverschil is tussen beide
punten. Negatieve pool → positieve pool
Grootheid spanning (= potentiaalverschil): U
Eenheid spanning (= potentiaalverschil): Volt (V)
Netspanning in België = 230V
2.3 Spanningsbron
Gelijksspanningsbron: potentiaalverschil tussen de 2 polen constant
Gelijksspanningsbron met regelbare spanning:
Wisselspanningsbron: potentiaalverschil is niet constant en wisselt van teken
2.4 Stroomsterkte
= de hoeveelheid elektronen die door een geleider stroomt
Grootheid stroomsterkte: I
Eenheid stroomsterkte: Ampère (A)
Formule:
I=ΔQ t = Q
Q = i x T
Δt i
3
, 3. Elektrische weerstand
3.1 Weerstand
= de mate waarin een geleider de beweging van elektronen afremt
Grootheid weerstand: R
Eenheid weerstand: Ohm (Ω)
De weerstand van een geleider is afhankelijk van:
- De lengte v/d geleider. Hoe langer de geleider, hoe meer de elektronen afgeremd worden
- De doorsnede v/d geleider. Hoe groter de doorsnede, hoe kleiner de weerstand
- Het materiaal waaruit de geleider gemaakt is. (weinig weerstand in een koperen geleider)
Schematische voorstelling:
3.2 Meten van spanning en stroomsterkte
Voltmeter (of multimeter): de spanning tussen 2 punten te meten
Ampèremeter (of multimeter): om de stroom door een toestel te meten
3.3 Stroomkring
3 voorwaarden:
- Tussen 2 punten moet een spanning onderhouden worden
- De kring moet gesloten zijn
- De kring moet bestaan uit geleidende verbinding
Conventionele stroomzin: van positief naar negatief →
Werkelijke stroomzin: van negatief naar positief →
3.4 Wet van Ohm
De verhouding v/d spanning over de uiteinden v/e geleider tot de stroomsterkte die er door vloeit
is een constante en wordt de elektrische weerstand van deze geleider genoemd
R=U I=U U=R.I R= Weerstand ()
→ →
I R U= Spanning (V)
I= Stroomsterkte (A)
4. Schakelen van weerstanden
4.1 serie- parallelschakeling
4
Les avantages d'acheter des résumés chez Stuvia:
Qualité garantie par les avis des clients
Les clients de Stuvia ont évalués plus de 700 000 résumés. C'est comme ça que vous savez que vous achetez les meilleurs documents.
L’achat facile et rapide
Vous pouvez payer rapidement avec iDeal, carte de crédit ou Stuvia-crédit pour les résumés. Il n'y a pas d'adhésion nécessaire.
Focus sur l’essentiel
Vos camarades écrivent eux-mêmes les notes d’étude, c’est pourquoi les documents sont toujours fiables et à jour. Cela garantit que vous arrivez rapidement au coeur du matériel.
Foire aux questions
Qu'est-ce que j'obtiens en achetant ce document ?
Vous obtenez un PDF, disponible immédiatement après votre achat. Le document acheté est accessible à tout moment, n'importe où et indéfiniment via votre profil.
Garantie de remboursement : comment ça marche ?
Notre garantie de satisfaction garantit que vous trouverez toujours un document d'étude qui vous convient. Vous remplissez un formulaire et notre équipe du service client s'occupe du reste.
Auprès de qui est-ce que j'achète ce résumé ?
Stuvia est une place de marché. Alors, vous n'achetez donc pas ce document chez nous, mais auprès du vendeur katovandenberge. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €4,49. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.