Samenvatting Systematische Natuurkunde VWO Hoofdstuk 10 Elektromagnetisme

Hoofdstuk 10 Elektromagnetisme
Paragraaf 10.1 Elektrische velden
Krachtwerking op afstand
Materialen met ongelijknamige ladingen trekken elkaar aan. De ladingen oefenen kracht op elkaar
uit terwijl de materialen elkaar niet aanraken, dit noemen we ook wel influentie. De omgeving waar
een influentie (dus de elektrische kracht Fel) merkbaar is, noem je het elektrisch veld.

Veldlijnen in een elektrisch veld
Een elektrisch veld kan schematisch worden weergegeven met veldlijnen.
Dit zijn denkbeeldige lijnen waarlangs een lading zou kunnen bewegen.
Veldlijnen…
 Wijzen van een positieve naar een negatieve lading
 Staan loodrecht op geleiders
 Snijden elkaar nooit
 Raaklijn aan een veldlijn geeft de richting van Fel aan
 Dichtheid van de veldlijnen geeft de grootte van Fel aan
 Richten zich altijd van een positieve lading af en naar een negatieve
lading toe

Elektrische veldsterkte
De elektrische kracht op een geladen deeltje hangt af van de lading van het
deeltje en van de elektrische veldsterkte.
𝑭𝒆𝒍⃗ = 𝒒 ∙ 𝑬⃗
Fel elektrische kracht in N
q lading van het deeltje in C (zie BINAS tabel 7A bij elementair ladingsquantum e)
E elektrische veldsterkte in N/C

Is de lading van het deeltje positief, dan wijzen de elektrische kracht en de elektrische veldsterkte
dezelfde kant op. Is de lading van het deeltje negatief, dan wijzen de elektrische kracht en de
elektrische veldsterkte de tegengestelde kant op. Aan de binnenkant van een geleider is het
elektrische veld altijd nul.

Wet van Coulomb
Twee ladingen stoten elkaar meer af als ze dichter bij elkaar in de buurt zijn en als de lading groter is.
De grootte van de elektrische kracht die twee ladingen op elkaar uitoefenen, is met de Wet van
Coulomb1 te berekenen:
𝒒∙𝑸
𝑭𝒆𝒍 = 𝒇 ∙
𝒓𝟐
q lading van deeltje 1 in C
Q lading van deeltje 2 in C
f een constante2 in N∙m2/C2
r afstand tussen de deeltjes in m

1. De Wet van Coulomb geldt ook voor geladen bollen. Neem dan voor r de afstand tussen de
middelpunten van de bollen.

, 2. De waarde van f hangt af van het medium waarin de deeltjes
zich bevinden. Voor vacuüm staat de waarde in BINAS tabel
7A. deze waarde geldt ook als er sprake is van lucht.

Eigenschappen van veldlijnen
De eigenschappen van een elektrisch veld zijn te bepalen door een
deeltje met een proeflading in het veld te plaatsen en te kijken
naar de grootte en de richting van de kracht op het deeltje.
Hieronder is P b.v. een positieve proeflading in de buurt van twee
even grote, maar tegengestelde ladingen Q1 en Q2. De proeflading
ondervindt van beide ladingen een elektrische kracht. De
resulterende kracht geeft de richting van het elektrische veld weer.
Deze richting zal gelijk zijn aan de raaklijn aan de veldlijn in P.




Radiaal en homogeen veld
Twee evenwijdige metalen platen die op een
spanningsbron zijn aangesloten, noem je een
condensator. Hiertussen bevindt zich een
homogeen elektrisch veld. De veldlijnen wijzen allemaal dezelfde kant, zijn evenwijdig en hebben
een gelijke onderlinge afstand. De veldsterkte is dus overal even groot en wijst in dezelfde richting.
In het midden van een geladen bol bewegen ladingen tussen het bolletje en de rand van de bol. Het
veld is dus radiaal.




Paragraaf 10.2 Elektrische energie
Potentiële energie en kinetische energie
Tussen twee condensorplaten bevindt zich een homogeen elektrisch veld. In elke plaat zit een
opening. Wanneer een proton de condensator binnen komt, werkt een elektrische kracht op het
proton. De elektrische kracht is in dit geval de resulterende kracht, omdat het proton positief