Samenvatting natuurkunde Vwo 5, H10: elektromagnetisme

Samenvatting Natuurkunde H10 elektromagnetisme
10.1 Elektrische velden
Krachtwerking op afstand
 Elektrisch veld  de omgeving waarin een elektrische kracht merkbaar is.
o Ladingen ondervinden krachtwerking als ze zich in een elektrisch veld
bevinden
 Een elektrisch veld geef je schematisch weer met veldlijnen
o Elektrische veldlijnen  denkbeeldige lijnen waarlangs een positieve lading
in een elektrisch veld beweegt.
o Richting is altijd van positieve lading af, want positieve ladingen stoten elkaar
af
 In de buurt van de lading is het elektrisch veld het sterkst
 Hoe dichter de veldlijnen bij elkaar liggen, des te groter is de krachtwerking op een
lading in het veld

Elektrische veldsterkte
 De elektrische kracht op een geladen deeltje hangt af van de lading van het deeltje
en de sterkte van het elektrisch veld.
o F→ el =q × E
→

→
o F el is de elektrische kracht in N
o q is de lading van het deeltje in C
→
o E is de elektrische veldsterkte in N/C

Wet van coulomb
 Twee ladingen stoten elkaar meer af als ze dichter bij elkaar in de buurt zijn. De
afstoting is ook sterker naarmate de lading groter is. De grote van de elektrische
kracht die twee ladingen op elkaar uitoefenen, bereken je met de wet van Coulomb
q ×Q
o F el=f × 2
r
o F el is de elektrische kracht in N
o f is een constante in N m2 C-2
o q is de lading van deeltje 1 in C
o Q is de lading van deeltje 2 in C
o r is de afstand tussen de 2 deeltjes
 Opmerking
o De wet van Coulomb geldt ook voor geladen bollen. In dat geval is de afstand
r gelijk aan de afstand tussen de middelpunten van de bollen
o De waarde van f hangt af van het medium waarin de deeltjes zich bevinden.
Voor vacuüm vind je de waarde van f in binas tabel 7. Deze waarde geldt ook
als er sprake is van lucht.

Eigenschappen van veldlijnen
 Een elektrisch veld kun je niet zien
 Proeflading  klein geladen deeltje die in een veld wordt geplaatst en waar gekeken
wordt naar de grootte en de richting van de kracht op het deeltje
 Eigenschappen veldlijnen
o De richting van de elektrische kracht in een bepaald punt wordt gegeven
door de raaklijn van de veldlijn door dat punt
o De richting van de veldlijn is gelijk aan de richting van de kracht op een
positieve proeflading

, o Een veldlijn loopt dus altijd van de positieve af en/of naar een negatieve
lading toe
o In een tekening is de dichtheid van de veldlijnen een maat voor de sterkte
van het veld. Hoe dichter de veldlijnen bij elkaar liggen, des te groter is de
elektrische kracht op een proeflading
o Elektrische veldlijnen snijden elkaar nooit, want in een bepaald punt van het
veld is er altijd maar één resulterende elektrische kracht
o Veldlijnen staat loodrecht op geleiders.
 aan de binnenkant van een geleider is het elektrisch veld altijd nul

radiaal en homogeen veld
 condensator  twee evenwijdige metalen platen die op een spanningsbron zijn
aangesloten
 tussen de platen van de condensator bevindt zich een homogeen elektrisch veld
o de veldlijnen wijzen dezelfde kant op en zijn evenwijdig, op gelijke
onderlinge afstand.
o De veldsterkte is dus orveral even groot en wijst overal dezelfde richting op.
o Dit betekent dat de elektrische kracht op een proeflading overal even groot
is.
 In het midden van een plasmabol bewegen ladingen tussen het bolletje in het
midden en de rand van de bol. Het elektrisch veld in een plasmabol is een radiaal
veld.

10.2 elektrische energie
Potentiële energie en kinetische energie
 Als een proton tussen twee condensatorplaten een homogeen elektrisch veld
binnenkomt vliegen, werkt er een elektrische kracht op het proton. Het proton is
positief, dus de elektrische kracht wijst in de richting van het elektrisch veld.
o Elektrische kracht is in dit geval de resulterende kracht, waardoor het proton
versneld.
 Als een proton een hogere snelheid heeft gekregen, is zijn kinetische energie
toegenomen.
o Volgens de wet van behoud van energie is dan een vorm van potentiële
energie afgenomen.
 Je kunt ook zeggen dat de kinetische energie van het proton is toegenomen omdat
de elektrische kracht positieve arbeid heeft verricht. Als een kracht positieve arbeid
verricht, neemt de erbij behorende energie af.
o De toename van de kinetische energie is dus gelijk aan de afname van de
elektrische energie
 ∆ E k =−∆ E el
 De sterkte van het elektrisch veld hangt af van de grootte van de spanning die over
de condensatorplaten staat. Hoe groter de spanning, des te sterker is het elektrisch
veld. Bij een grotere spanning neemt de kinetische energie meer toe.
o ∆ E el=q ×U

Röntgenbuis
 Een röntgenapparaat maakt gebruik van röntgenstraling om een afbeelding van
bijvoorbeeld gebroken botten te maken. Die straling wordt opgewekt in een
röntgenbuis.