Samenvatting Natuurkunde Elektrische en magnetische velden

Samenvatting Natuurkunde
Hoofdstuk 8, Elektrische en magnetische velden

Pargraaf 1, Elektrische velden
Grootte en richting van een elektrisch veld
Een lading in de buurt van een plus- of minpool van een spanningsbron ondervindt
elektrische kracht, Fel
Een plus- en minpool hebben invloed op elke plek in de ruimte rond deze polen, in deze
ruimte is een elektrisch veld aanwezig
deze invloed wordt merkbaar als je op een plek een lading plaatst
Elektrische veldsterkte in bepaald punt is eigenschap van de ruimte en onafhankelijk van
grootte geplaatste lading -> verhouding tussen kracht en lading

E = Fel / q
- E, elektrische veldsterkte in N C-1
- Fel, elektrische kracht in N
- q, lading in C

Omdat kracht vectorgrootheid -> elektrische veldsterkte ook
Richting is gelijk aan richting elektrische kracht op positieve lading (+ -> -)
Tussen 2 evenwijdige metalen platen die als plus- en minpool dienen, is elektrische
veldsterkte overal even groot = homogeen elektrisch veld

Elektrische velden tekenen
Met veldlijnen geef je de richting van elektrisch veld aan
Hoe dichter bij elkaar de veldlijnen lopen des te sterker een elektrisch veld
Bij een positief geladen bol lopen veldlijnen er van af, steeds verder uit elkaar =
tweedimensionale weergave
Steeds grotere afstand tussen veldlijnen -> steeds zwakker elektrisch veld en kracht
Elektrisch veld vanuit 1 punt uiteenloopt = radiaal veld

Het veld van een puntlading
De kracht tussen 2 ladingen is afhankelijk van afstand en ladingen

Fel = f x ((q1 x q2) / r2)
- Fel, kracht tussen ladingen in N
- f, evenredigheidsconstante = 8,99x109 N m2 C-2
- q1 en q2, beide ladingen in C
- r, afstand tussen middelpunten ladingen in m

Elke lading heeft elektrisch veld om zich heen. De grootte van elektrische veldsterkte op
afstand van lading:

, E = f x (Q / r2)
- E, elektrische veldsterkte in N C-1
- f, evenredigheidsconstante = 8,99x109 N m2 C-2
- Q, lading in C
- r, afstand tussen middelpunten ladingen in m

Doorslag
Bij elektrische veldsterkte van 1x106 N C-1 ontstaat een vonk in de lucht = doorslag
Als de lucht ijler is ontstaat bij lagere spanning een vonk en sommige gassen slaan dan door
de lucht

Paragraaf 2, Energie en spanning
Elektrische energie
In homogeen elektrisch veld verricht elektrische kracht arbeid op geladen deeltje, waardoor
snelheid deeltje groter wordt -> kinetische energie neemt recht evenredig toe met afstand
die deeltje afgegeven, want in homogeen elektrisch veld elektrische kracht op deeltje
constant

Een geladen deeltje heeft op een bepaalde positie in elektrisch veld een bepaalde
hoeveelheid elektrische energie Eel
dEk = -dEel
Elektrische energie hangt af van positie lading t.o.v. polen, daarom potentiële energie

Spanning tussen twee punten
Een geladen deeltje in ruimte met plus- en minpool heeft elektrisch energie -> deze is
evenredig met lading van deeltje en spanning U tussen de plus- en minpool

dEel = q x U
- dEel, elektrische energie tussen 2 punten in J
- q, lading in C
- U, spanning tussen 2 punten V

Spanning vaak in punt aangegeven t.o.v. aarde, aarde -> U = 0
Punt stroomdraad verbonden met aarde = geaard punt
Spanning tussen geaard punt en aarde = 0V

De eenheid elektronvolt
Voor versnelde deeltjes is J heel klein
Daarom elektronvolt eV gebruikt = hoeveelheid kinetische energie die elektron krijgt als het
wordt versneld door spanning ter grootte van 1V (elektron van min naar plus = -1V)
1 eV = -1,6022x10-19 C x -1 V = 1,6022x10-19 J