FYSICA
Hoofdstuk 3: elektrische potentiaal
1. Energie in een veld
1.1 Gravitatie-energie
Een massa in een gravitatieveld vormt een
systeem dat potentiële gravitatie-energie bezit.
Tussen systemen kan energie worden overgedragen,
de totale hoeveelheid energie blijft hierbij constant.
Als een vwp valt, neemt de potentiële gravitatie-energie ervan af,
maar de kinetische energie ervan neemt toe.
1.2 Elektrische energie
Een lading in een elektrsich veld vormt een
systeem dat potentiële elektrische energe bezit.
Tussen systemen kan energie worden overgedragen,
de totale hoeveelheid energie blijft hierbij constant.
Als de lading zich verplaatst, neemt de potentiële elektrische energie af,
maar de kinetische energie ervan neemt toe.
2. Potentiële gravitatie-energie
2.1 Hoeveelheid energie
De potentiële gravitatie-energie van een systeem
(voorwerp, aarde) in een punt P is de arbeid die
de zwaartekracht verricht op dat voorwerp als het
zich verplaatst van P naar een gekozen referentiepunt
IFZI = m . g = cte Algemeen:
W = |FZ| . |∆h| = m . g . h Spontaan proces
Epot = W = m . g . h --> W > 0
--> ∆Epot < 0
--> Epot daalt
Arbeid is tegengesteld aan ∆Epot
, 2.2 Referentiepunt
Massa m op hoogte h1
Potentiële gravitatie-energie van massa in P
t.o.v. de grond : Epot = m . g . h1
Potentiële gravitatie-energie van massa in P
t.o.v. de kelder : Epot ‘
Epot ‘ = m . g . (h1 + h) = m . g . h1 + m . g . h
Epot ‘ = Epot + cte
De potentiële gravitatie-energie van een voorwerp in een punt is slechts tot op een
constante na bepaald. Je moet dus altijd een referentiepunt nemen.
Elk punt kan als referentiepunt gekozen worden.
3. Potentiële elektrische energie en potentiaal
3.1 Definitie
Potentiële elektrische energie:
De potentiële elektrische energie Epot van een lading Q in een punt P van een elektrisch veld
is de arbeid die de elektrische kracht Fc verricht op de lading als deze zich verplaatst van P
naar een gekozen referentiepunt.
Eenheid: [Epot] = Joule (J)
Potentiaal:
De potentiaal V in een punt P is gelijk aan de verhouding van de elektrische potentiële
energie van een lading Q in P tot die lading Q : V = Epot / Q
Eenheid: [V] = Volt (V)
Opmerking:
Epot van Q in een punt hangt af van de lading Q
V in een punt is onafhankelijk van de lading
> analogie met coulombkracht en elektrisch veld
Epot = Q . V
3.2 Potentiaal in een homogeen elektrisch veld
3.2.1 Potentiële elektrische energie van een lading in een homogeen elektrisch veld
|Fc| = |Q| . |E| = cte
W = |Fc| . |∆x|
W = |Q| . |E| . |∆x|
> positieve lading
W = +|F| . |∆x| = +|Q| . |E| . |∆x| = Q . |E| . |∆x| = Epot > 0
|Fc| = |Q| . |E| = cte
Referentiepunt = negatieve plaat
Hoofdstuk 3: elektrische potentiaal
1. Energie in een veld
1.1 Gravitatie-energie
Een massa in een gravitatieveld vormt een
systeem dat potentiële gravitatie-energie bezit.
Tussen systemen kan energie worden overgedragen,
de totale hoeveelheid energie blijft hierbij constant.
Als een vwp valt, neemt de potentiële gravitatie-energie ervan af,
maar de kinetische energie ervan neemt toe.
1.2 Elektrische energie
Een lading in een elektrsich veld vormt een
systeem dat potentiële elektrische energe bezit.
Tussen systemen kan energie worden overgedragen,
de totale hoeveelheid energie blijft hierbij constant.
Als de lading zich verplaatst, neemt de potentiële elektrische energie af,
maar de kinetische energie ervan neemt toe.
2. Potentiële gravitatie-energie
2.1 Hoeveelheid energie
De potentiële gravitatie-energie van een systeem
(voorwerp, aarde) in een punt P is de arbeid die
de zwaartekracht verricht op dat voorwerp als het
zich verplaatst van P naar een gekozen referentiepunt
IFZI = m . g = cte Algemeen:
W = |FZ| . |∆h| = m . g . h Spontaan proces
Epot = W = m . g . h --> W > 0
--> ∆Epot < 0
--> Epot daalt
Arbeid is tegengesteld aan ∆Epot
, 2.2 Referentiepunt
Massa m op hoogte h1
Potentiële gravitatie-energie van massa in P
t.o.v. de grond : Epot = m . g . h1
Potentiële gravitatie-energie van massa in P
t.o.v. de kelder : Epot ‘
Epot ‘ = m . g . (h1 + h) = m . g . h1 + m . g . h
Epot ‘ = Epot + cte
De potentiële gravitatie-energie van een voorwerp in een punt is slechts tot op een
constante na bepaald. Je moet dus altijd een referentiepunt nemen.
Elk punt kan als referentiepunt gekozen worden.
3. Potentiële elektrische energie en potentiaal
3.1 Definitie
Potentiële elektrische energie:
De potentiële elektrische energie Epot van een lading Q in een punt P van een elektrisch veld
is de arbeid die de elektrische kracht Fc verricht op de lading als deze zich verplaatst van P
naar een gekozen referentiepunt.
Eenheid: [Epot] = Joule (J)
Potentiaal:
De potentiaal V in een punt P is gelijk aan de verhouding van de elektrische potentiële
energie van een lading Q in P tot die lading Q : V = Epot / Q
Eenheid: [V] = Volt (V)
Opmerking:
Epot van Q in een punt hangt af van de lading Q
V in een punt is onafhankelijk van de lading
> analogie met coulombkracht en elektrisch veld
Epot = Q . V
3.2 Potentiaal in een homogeen elektrisch veld
3.2.1 Potentiële elektrische energie van een lading in een homogeen elektrisch veld
|Fc| = |Q| . |E| = cte
W = |Fc| . |∆x|
W = |Q| . |E| . |∆x|
> positieve lading
W = +|F| . |∆x| = +|Q| . |E| . |∆x| = Q . |E| . |∆x| = Epot > 0
|Fc| = |Q| . |E| = cte
Referentiepunt = negatieve plaat
