Elektrische velden
eigenlijk een vectorpijl
lading in de buurt van een plus/minpool van spanningsbron ondervindt elektrische kracht F el
elektrisch veld: veld waarbij de aanwezigheid van een plus en minpool invloed
heeft op elke plek in de ruimte rond die polen → de ruimte om een elektrisch
geladen voorwerp
- merkbaar als je een lading in het veld plaatst → heeft overal een waarde
- van plus naar min
- elke lading heeft elektrisch veld om zich heen
- homogeen elektrisch veld: elektrische veldsterkte is overal even groot
- plus en minpool zijn evenwijdig aan elkaar geplaatst
Elektrische veldsterkte: maat voor hoe een geladen voorwerp de ruimte eromheen beïnvloed
- overal gelijk in elektrisch veld
- richting gelijk aan elektrisch veld op positieve lading
F el
E=
q
- E :elektrische veldsterkte in NC⁻¹
- F el: elektrische kracht in N
- q: lading in C
- negatief bij elektron, positief bij proton
Ekin ∼ s
Veldlijnen geven richting van elektrisch veld aan
- veldlijnen dichter op elkaar → sterker elektrisch veld
- homogeen elektrisch veld: veldlijnen overal even grote afstand (want even groot)
- positief geladen bol → veldlijnen lopen van bol af → radiaal veld: elektrisch
veld dat vanuit 1 punt uiteenloopt
q⋅Q F el q ⋅Q Q
F el=f ⋅ 2 ⇒ E= ⇒ E=f ⋅ ⇒ E=f ⋅
r q q ⋅r ² r²
- F el: kracht tussen 2 ladingen in N
- f: evenredigheidsconstante → 8,99 ⋅109 Nm ² C ⁻ ²
- q en Q: ladingen in C
- r: afstand tussen de middelpunten van ladingen in m
Doorslag: bij elektrische veldsterkte van 1 ⋅ 10⁶NC⁻¹ ontstaat vonk in de lucht
- bij ijlere lucht ontstaat vonk bij lagere spanning
- vonk laten ontstaat tussen 2 punten waartussen spanning heerst
- spanning vergroten / afstand verkleinen → vergroten veldsterkte
, Energie en spanning
geladen deeltjes worden versneld in een elektrisch veld
- in homogeen elektrische veld verricht elektrische kracht arbeid op een
geladen deeltje → snelheid neemt toe
- W =F ⋅s= Δ Ekin
- in homogeen elektrisch veld is elektrische kracht op deeltje constant
Geladen deeltje op bepaalde positie in elektrisch veld bepaalde hoeveelheid elektrische
energie
- min stoot min af → elektron bij minpool veel energie → versnelt vanaf
minpool → Ekin neemt toe , E el neemt af →hoeveelheid energie blijft constant
- afremmen door elektron naar minpool te schieten
- Δ E kin=−Δ E elin J
- Eel is een potentiële energie → hangt af van positie van lading tov polen
Δ E el=q ⋅U
- Δ E el: elektrische energie tussen 2 punten in J
- q: lading in C
- U: spanning tussen 2 punten in V
- U aarde = 0 V
F el U
E= =
q Δx
1 2 1 2
Δ E kin= m⋅ v eind− m ⋅v begin
2 2
eV: elektronvolt → hoeveelheid kinetische energie die een elektron krijg als het
wordt versneld door een spanning ter grootte van 1 V (eenheid voor energie)
- −1,60 ⋅10 ⁻¹⁹ C ⋅−1 V =1,60 ⋅10 ⁻¹⁹ J
- negatieve lading, en elektron van plus naar min dus ook negatief
Vacuüm ruimte zorgt ervoor dat elektronen niet tegen moleculen botsen
- als elektron inslaat op pluspool → groot verlies kinetische energie →
ontstaat röntgenstraling
- energie deeltje kan ook in kleinere porties worden omgezet → botst vaker
W Δ E kin −Δ E el
F= ⇒ F el= ⇒ F el=
Δx Δx Δx
Magnetische velden
magneten hebben magnetisch veld om zich heen
- andere magneet wordt beïnvloed door dit veld, stilstaande lading niet
- stilstaande lading geen invloed op magnetisch veld, bewegende lading wekken
magneetveld op
magneet heeft noord- en zuidpool
eigenlijk een vectorpijl
lading in de buurt van een plus/minpool van spanningsbron ondervindt elektrische kracht F el
elektrisch veld: veld waarbij de aanwezigheid van een plus en minpool invloed
heeft op elke plek in de ruimte rond die polen → de ruimte om een elektrisch
geladen voorwerp
- merkbaar als je een lading in het veld plaatst → heeft overal een waarde
- van plus naar min
- elke lading heeft elektrisch veld om zich heen
- homogeen elektrisch veld: elektrische veldsterkte is overal even groot
- plus en minpool zijn evenwijdig aan elkaar geplaatst
Elektrische veldsterkte: maat voor hoe een geladen voorwerp de ruimte eromheen beïnvloed
- overal gelijk in elektrisch veld
- richting gelijk aan elektrisch veld op positieve lading
F el
E=
q
- E :elektrische veldsterkte in NC⁻¹
- F el: elektrische kracht in N
- q: lading in C
- negatief bij elektron, positief bij proton
Ekin ∼ s
Veldlijnen geven richting van elektrisch veld aan
- veldlijnen dichter op elkaar → sterker elektrisch veld
- homogeen elektrisch veld: veldlijnen overal even grote afstand (want even groot)
- positief geladen bol → veldlijnen lopen van bol af → radiaal veld: elektrisch
veld dat vanuit 1 punt uiteenloopt
q⋅Q F el q ⋅Q Q
F el=f ⋅ 2 ⇒ E= ⇒ E=f ⋅ ⇒ E=f ⋅
r q q ⋅r ² r²
- F el: kracht tussen 2 ladingen in N
- f: evenredigheidsconstante → 8,99 ⋅109 Nm ² C ⁻ ²
- q en Q: ladingen in C
- r: afstand tussen de middelpunten van ladingen in m
Doorslag: bij elektrische veldsterkte van 1 ⋅ 10⁶NC⁻¹ ontstaat vonk in de lucht
- bij ijlere lucht ontstaat vonk bij lagere spanning
- vonk laten ontstaat tussen 2 punten waartussen spanning heerst
- spanning vergroten / afstand verkleinen → vergroten veldsterkte
, Energie en spanning
geladen deeltjes worden versneld in een elektrisch veld
- in homogeen elektrische veld verricht elektrische kracht arbeid op een
geladen deeltje → snelheid neemt toe
- W =F ⋅s= Δ Ekin
- in homogeen elektrisch veld is elektrische kracht op deeltje constant
Geladen deeltje op bepaalde positie in elektrisch veld bepaalde hoeveelheid elektrische
energie
- min stoot min af → elektron bij minpool veel energie → versnelt vanaf
minpool → Ekin neemt toe , E el neemt af →hoeveelheid energie blijft constant
- afremmen door elektron naar minpool te schieten
- Δ E kin=−Δ E elin J
- Eel is een potentiële energie → hangt af van positie van lading tov polen
Δ E el=q ⋅U
- Δ E el: elektrische energie tussen 2 punten in J
- q: lading in C
- U: spanning tussen 2 punten in V
- U aarde = 0 V
F el U
E= =
q Δx
1 2 1 2
Δ E kin= m⋅ v eind− m ⋅v begin
2 2
eV: elektronvolt → hoeveelheid kinetische energie die een elektron krijg als het
wordt versneld door een spanning ter grootte van 1 V (eenheid voor energie)
- −1,60 ⋅10 ⁻¹⁹ C ⋅−1 V =1,60 ⋅10 ⁻¹⁹ J
- negatieve lading, en elektron van plus naar min dus ook negatief
Vacuüm ruimte zorgt ervoor dat elektronen niet tegen moleculen botsen
- als elektron inslaat op pluspool → groot verlies kinetische energie →
ontstaat röntgenstraling
- energie deeltje kan ook in kleinere porties worden omgezet → botst vaker
W Δ E kin −Δ E el
F= ⇒ F el= ⇒ F el=
Δx Δx Δx
Magnetische velden
magneten hebben magnetisch veld om zich heen
- andere magneet wordt beïnvloed door dit veld, stilstaande lading niet
- stilstaande lading geen invloed op magnetisch veld, bewegende lading wekken
magneetveld op
magneet heeft noord- en zuidpool
