fysica
2. elektrische energie en potentiaal
1. Potentiële elektrische energie in een homogeen veld
1.1.1 arbeid en potentiële energie
Als op een systeem een kracht F(->) inwerkt terwijl dat systeem over
een afstand Δ r (->) wordt verplaatst, wordt er arbeid W op dat
systeem verricht
=> de energie E van het systeem verandert
arbeid is het scalair product van kracht en verplaatsing
=>
- F is constant
- Δ x is langs de x-as
- de totale energie in de kosmos verandert niet: wet van
behoud van energie
- in een homogeen elektrisch veld
=> - de coulombkracht is constant
- de coulombkracht levert arbeid als het een lading in het
homogeen veld verplaatst
=> potentiële elektrische energie van de lading in het homogeen veld
verandert
1.2.1 potentiële elektrische energie van een positieve lading
- homogeen veld met vector E (->)
- positieve lading q’
- lading q’ ondervindt een FC (->)
- lading q’ verplaatst zich Δ r (->)
- FC (->) en Δ r (->) hebben dezelfde zin
- W is positief
- Ep neemt af (spontaan proces)
- Δ Ep is negatief, want
Ep = Ep, eind - Ep, begin
Δ
- Ek neemt toe, totale energie blijft behouden
bij een spontaan proces daalt
, fysica
de potentiële energie altijd
FC * Δ r = - Δ Ep
⇓ FC = q’ * E
- Δ Ep = q’ * E * Δ r
Op de negatieve plaat heeft de positieve lading q’ een potentiële
elektrische energie gelijk aan nul, Epot = 0
=> de negatieve plaat wordt als referentiepunt gekozen,
daar is altijd Epot = 0
⇓ - Δ Ep = -( Ep, eind - Ep, begin)
⇓ = -(0 - Ep, begin)
⇓ = Ep, begin
⇓ als q naar negatieve plaat beweegt is Δ r = d
( Ep,elek is positief)
De potentiële elektrische energie van een lading q’ in een homogeen
elektrisch veld E(->) op een afstand d van de negatieve plaat:
- q’ = lading
- E = de elektrische veldsterkte
- d = afstand tussen de lading en de negatieve plaat
[q’] = C
N
[E] =
C
[d] = m
N
[Ep,elek] = C* *m = N*m = J
C
de wet van behoud van energie
de totale energie blijft ongewijzigd
Δ Etot = Δ Ep + Δ Ek = 0
Een lading in rust komt in beweging door de coulombkracht
=> De toename van de kinetische energie Δ Ek is exact even groot als
de afname van de potentiële elektrische energie Δ Ep
, fysica
1.3.1 potentiële elektrische energie van een negatieve lading
- homogeen veld met vector E(->)
- negatieve lading q’
- lading q’ ondervindt een FC (->)
- lading q’ verplaatst zich Δ r (->)
- FC (->) en Δ r (->) hebben dezelfde zin dus
- W is positief
- Ep neemt af (spontaan proces)
- Δ Ep is negatief, want
Ep = Ep, eind - Ep, begin
Δ
- Ek neemt toe, totale energie blijft behouden
bij een spontaan proces daalt
de potentiële energie altijd
FC * Δ r = - Δ Ep
⇓ FC = - q’ * E
- Δ Ep = - q’ * E * Δ r
de potentiële elektrische energie op de negatieve plaat is gelijk aan nul
- Δ Ep = -(Ep,eind - Ep,begin ) = -(Ep,eind - 0) = -Ep,eind
- Δ Ep = -q’ * E * - Δ r = -Ep,eind
Ep,elek = q’ * E * d
( Ep,elek is negatief)
grafische voorstelling
Ep,elek = q’ * E * d
q’ > 0 dus rico > 0 q’< 0 dus rico < 0
stijgende recht dalende rechte
2. elektrische energie en potentiaal
1. Potentiële elektrische energie in een homogeen veld
1.1.1 arbeid en potentiële energie
Als op een systeem een kracht F(->) inwerkt terwijl dat systeem over
een afstand Δ r (->) wordt verplaatst, wordt er arbeid W op dat
systeem verricht
=> de energie E van het systeem verandert
arbeid is het scalair product van kracht en verplaatsing
=>
- F is constant
- Δ x is langs de x-as
- de totale energie in de kosmos verandert niet: wet van
behoud van energie
- in een homogeen elektrisch veld
=> - de coulombkracht is constant
- de coulombkracht levert arbeid als het een lading in het
homogeen veld verplaatst
=> potentiële elektrische energie van de lading in het homogeen veld
verandert
1.2.1 potentiële elektrische energie van een positieve lading
- homogeen veld met vector E (->)
- positieve lading q’
- lading q’ ondervindt een FC (->)
- lading q’ verplaatst zich Δ r (->)
- FC (->) en Δ r (->) hebben dezelfde zin
- W is positief
- Ep neemt af (spontaan proces)
- Δ Ep is negatief, want
Ep = Ep, eind - Ep, begin
Δ
- Ek neemt toe, totale energie blijft behouden
bij een spontaan proces daalt
, fysica
de potentiële energie altijd
FC * Δ r = - Δ Ep
⇓ FC = q’ * E
- Δ Ep = q’ * E * Δ r
Op de negatieve plaat heeft de positieve lading q’ een potentiële
elektrische energie gelijk aan nul, Epot = 0
=> de negatieve plaat wordt als referentiepunt gekozen,
daar is altijd Epot = 0
⇓ - Δ Ep = -( Ep, eind - Ep, begin)
⇓ = -(0 - Ep, begin)
⇓ = Ep, begin
⇓ als q naar negatieve plaat beweegt is Δ r = d
( Ep,elek is positief)
De potentiële elektrische energie van een lading q’ in een homogeen
elektrisch veld E(->) op een afstand d van de negatieve plaat:
- q’ = lading
- E = de elektrische veldsterkte
- d = afstand tussen de lading en de negatieve plaat
[q’] = C
N
[E] =
C
[d] = m
N
[Ep,elek] = C* *m = N*m = J
C
de wet van behoud van energie
de totale energie blijft ongewijzigd
Δ Etot = Δ Ep + Δ Ek = 0
Een lading in rust komt in beweging door de coulombkracht
=> De toename van de kinetische energie Δ Ek is exact even groot als
de afname van de potentiële elektrische energie Δ Ep
, fysica
1.3.1 potentiële elektrische energie van een negatieve lading
- homogeen veld met vector E(->)
- negatieve lading q’
- lading q’ ondervindt een FC (->)
- lading q’ verplaatst zich Δ r (->)
- FC (->) en Δ r (->) hebben dezelfde zin dus
- W is positief
- Ep neemt af (spontaan proces)
- Δ Ep is negatief, want
Ep = Ep, eind - Ep, begin
Δ
- Ek neemt toe, totale energie blijft behouden
bij een spontaan proces daalt
de potentiële energie altijd
FC * Δ r = - Δ Ep
⇓ FC = - q’ * E
- Δ Ep = - q’ * E * Δ r
de potentiële elektrische energie op de negatieve plaat is gelijk aan nul
- Δ Ep = -(Ep,eind - Ep,begin ) = -(Ep,eind - 0) = -Ep,eind
- Δ Ep = -q’ * E * - Δ r = -Ep,eind
Ep,elek = q’ * E * d
( Ep,elek is negatief)
grafische voorstelling
Ep,elek = q’ * E * d
q’ > 0 dus rico > 0 q’< 0 dus rico < 0
stijgende recht dalende rechte
