Fysica 11
H18 Elektrische lading en elektrisch veld
1.1 Statische elektriciteit en lading: behoud van lading
Als een elektron en een proton interageren met hetzelfde geladen deeltje zal het elektron meer versnellen
WANT F = m.a → massa van elektron is veel kleiner
Elektronen zijn niet de kleinste ladingen WANT protonen bevatten zelf nog quarks
Scheiding van lading in atomen
! Wet van behoud van lading: in elk proces is de totale lading constant
Behoudswetten gezien tot nu toe
▪ Energie
▪ Momentum
▪ Hoekmomentum
▪ Lading
1.2 Geleiders en isolatoren
Geleiders: vrije elektronen, botsingen geven verlies aan energie en snelheid
Vb.: metalen, zout water
Isolatoren: elektronen en ionen zitten gebonden in de structuur en kunnen slechts weinig bewegen
Vb.: zuiver water, rubber, hout
Opladen door contact
A. Opgeladen staaf in de buurt van metalen staaf → pos lading gaat de negatieve lading aantrekken → blaadjes
worden beiden pos → stoten elkaar af
B. Wanneer ze elkaar aanraken, kan de lading verspreid worden: hoek wordt groter
C. Wanneer de staaf wordt verwijderd, blijven de ladingen op hun plaats: de hoekgrootte blijft
1
,! Als je op de platen zowel een negatieve als positieve lading opzet zullen ze blijven uitwijken WANT dezelfde
ladingen stoten elkaar af
Opladen via inductie 1
Je komt in de buurt van een voorwerp MAAR maakt géén contact
Ladingen gaan bewegen MAAR kunnen niet overspringen + het voorwerp blijft netto
neutraal geladen = polarisatie
Opladen via inductie 11
a) Ladingen worden verdeeld over het voorwerp
b) Er wordt een aarding toegevoegd waardoor de positieve deeltjes worden
aangetrokken en ontsnappen
c) De aarding wordt verwijderd waardoor er geen ladingen meer kunnen
ontsnappen
d) De staaf wordt verwijderd waardoor de negatieve ladingen zich terug
uniform verdelen
2
,Aantrekking van neutrale voorwerpen
In een isolator kunnen ladingen niet makkelijk bewegen
MAAR kunnen zich wel anders richten
Polaire moleculen
Bekendste voorbeeld van molecule dat zich kan richting is
H2O
1.3 Wet van Coulomb
! Aantrekking tussen 2 voorwerpen is GEEN bewijs dat ze allebei geladen zijn
1.4 Elektrisch veld: concept van een veld
Twee deeltjes moeten elkaar niet per se aanraken om
aantrekking/afstoting uit te oefenen
DUS: er is een veld rond elk deeltje
! Het elektrisch veld is, onafhankelijk v/d testlading q,
gedefinieerd door de positieve lading
DUS: het elektrisch veld gaat altijd van + → -
Vectoren worden kleiner hoe verder ze v/d lading verwijderd zijn
Oefening ppt
Naar links: elektron is negatief EN vector gaat van + →
- DUS kracht op het elektron is naar links
3
, Naar boven: 2 pos ladingen cancellen elkaar, pos puntje
wordt dus naar boven getrokken
1.5 Elektrische veldlijnen
▪ Wijzen in de richting v/h veld
▪ Grootte v/h veld is evenredig met de dichtheid v/d veldlijnen
Elektrische veldlijnen bij meerdere ladingen
Vectorsom v/d individuele veldlijnen
Eigenschappen van elektrische veldlijnen
▪ Veldlijnen beginnen op positieve ladingen en eindigen op negatieve ladingen of oneindig
▪ Het aantal veldlijnen dat begint/eindigt op een lading is evenredig met de grootte van die lading
▪ De sterkte v/h veld is evenredig met de dichtheid v/d veldlijnen in een gebied
▪ De richting v/h elektrisch veld raakt aan de veldlijn op elk punt v/d ruimte
▪ Veldlijnen kunnen elkaar NOOIT snijden
1.6 Elektrische krachten in biologie
Zonder elektrische kracht valt DNA gewoon uit elkaar MAAR we bevatten ook zodanig veel water dat dat veld
wordt afgeschermd
Polariteit van watermoleculen
Hebben een dipool-dipoolmoment → zorgt voor afscherming van Coulombkrachten
Afschermen en verlegen Coulombkrachten
Afschermen:
▪ Watermoleculen
▪ Ionen: Na+, Cl-, K+
Verlengen:
▪ Microtubuli die de beweging van chromosomen, organismen en cellen ondersteunen
4
H18 Elektrische lading en elektrisch veld
1.1 Statische elektriciteit en lading: behoud van lading
Als een elektron en een proton interageren met hetzelfde geladen deeltje zal het elektron meer versnellen
WANT F = m.a → massa van elektron is veel kleiner
Elektronen zijn niet de kleinste ladingen WANT protonen bevatten zelf nog quarks
Scheiding van lading in atomen
! Wet van behoud van lading: in elk proces is de totale lading constant
Behoudswetten gezien tot nu toe
▪ Energie
▪ Momentum
▪ Hoekmomentum
▪ Lading
1.2 Geleiders en isolatoren
Geleiders: vrije elektronen, botsingen geven verlies aan energie en snelheid
Vb.: metalen, zout water
Isolatoren: elektronen en ionen zitten gebonden in de structuur en kunnen slechts weinig bewegen
Vb.: zuiver water, rubber, hout
Opladen door contact
A. Opgeladen staaf in de buurt van metalen staaf → pos lading gaat de negatieve lading aantrekken → blaadjes
worden beiden pos → stoten elkaar af
B. Wanneer ze elkaar aanraken, kan de lading verspreid worden: hoek wordt groter
C. Wanneer de staaf wordt verwijderd, blijven de ladingen op hun plaats: de hoekgrootte blijft
1
,! Als je op de platen zowel een negatieve als positieve lading opzet zullen ze blijven uitwijken WANT dezelfde
ladingen stoten elkaar af
Opladen via inductie 1
Je komt in de buurt van een voorwerp MAAR maakt géén contact
Ladingen gaan bewegen MAAR kunnen niet overspringen + het voorwerp blijft netto
neutraal geladen = polarisatie
Opladen via inductie 11
a) Ladingen worden verdeeld over het voorwerp
b) Er wordt een aarding toegevoegd waardoor de positieve deeltjes worden
aangetrokken en ontsnappen
c) De aarding wordt verwijderd waardoor er geen ladingen meer kunnen
ontsnappen
d) De staaf wordt verwijderd waardoor de negatieve ladingen zich terug
uniform verdelen
2
,Aantrekking van neutrale voorwerpen
In een isolator kunnen ladingen niet makkelijk bewegen
MAAR kunnen zich wel anders richten
Polaire moleculen
Bekendste voorbeeld van molecule dat zich kan richting is
H2O
1.3 Wet van Coulomb
! Aantrekking tussen 2 voorwerpen is GEEN bewijs dat ze allebei geladen zijn
1.4 Elektrisch veld: concept van een veld
Twee deeltjes moeten elkaar niet per se aanraken om
aantrekking/afstoting uit te oefenen
DUS: er is een veld rond elk deeltje
! Het elektrisch veld is, onafhankelijk v/d testlading q,
gedefinieerd door de positieve lading
DUS: het elektrisch veld gaat altijd van + → -
Vectoren worden kleiner hoe verder ze v/d lading verwijderd zijn
Oefening ppt
Naar links: elektron is negatief EN vector gaat van + →
- DUS kracht op het elektron is naar links
3
, Naar boven: 2 pos ladingen cancellen elkaar, pos puntje
wordt dus naar boven getrokken
1.5 Elektrische veldlijnen
▪ Wijzen in de richting v/h veld
▪ Grootte v/h veld is evenredig met de dichtheid v/d veldlijnen
Elektrische veldlijnen bij meerdere ladingen
Vectorsom v/d individuele veldlijnen
Eigenschappen van elektrische veldlijnen
▪ Veldlijnen beginnen op positieve ladingen en eindigen op negatieve ladingen of oneindig
▪ Het aantal veldlijnen dat begint/eindigt op een lading is evenredig met de grootte van die lading
▪ De sterkte v/h veld is evenredig met de dichtheid v/d veldlijnen in een gebied
▪ De richting v/h elektrisch veld raakt aan de veldlijn op elk punt v/d ruimte
▪ Veldlijnen kunnen elkaar NOOIT snijden
1.6 Elektrische krachten in biologie
Zonder elektrische kracht valt DNA gewoon uit elkaar MAAR we bevatten ook zodanig veel water dat dat veld
wordt afgeschermd
Polariteit van watermoleculen
Hebben een dipool-dipoolmoment → zorgt voor afscherming van Coulombkrachten
Afschermen en verlegen Coulombkrachten
Afschermen:
▪ Watermoleculen
▪ Ionen: Na+, Cl-, K+
Verlengen:
▪ Microtubuli die de beweging van chromosomen, organismen en cellen ondersteunen
4
