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
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
√ Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, Bancontact of creditcard voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper katovandenberge. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €4,49. Je zit daarna nergens aan vast.