LES 1: LADING EN KRACHTEN
(echte les)
Deze 4 vergelijkingen verklaren alle fenomen.
E met pijl boven is elektrisch veld
B met pijl boven is magnetisch veld
J is stroomdichtheid
LADING EN KRACHTEN
° elektrische lading
2 soorten lading: + en – => 2 klassen ladingen
Ballon met wrijving; de elektromagnetische kracht zorgt ervoor dat die ballon niet
naar beneden valt. Je creëert lading => je herverdeelt eigenlijk de aanwezige
lading.
Je krijgt aantrekking als je een + bij een – lading in de buurt brengt.
Gelijke ladingen stoten elkaar af, tegengestelde ladingen trekken elkaar
aan.
Je hebt 2 soorten materialen: geleiders en isolatoren
Geleiders laten toe dat die lading beweegt doorheen het voorwerp:
materiaal waarin ladingsdragers vrij kunnen bewegen, o.a. metalen
(elektronen).
Isolatoren (glas of hout bv): hier kan je lading op plaatsen, maar die lading
kan niet bewegen doorheen dat materiaal: materiaal waarin ladingsdragers
niet kunnen bewegen, o.a. glas.
Later bleek dat er nog 2 soorten materialen zijn: halfgeleiders en supergeleiders
Halfgeleiders kunnen onder sommige toestanden wel geleiden, soms niet.
Temperatuur is hier een belangrijke factor; hoe hoger, hoe beter het geleidt.
Supergeleiders; als je bepaalde materialen zo koelt dat ze dicht bij het absolute
nulpunt komt, krijg je hyperefficiente geleiding. Hier ondervindt de lading geen
invloed van het materiaal. Dit wil dus zeggen dat er geen opwarming zal
ontstaan.
, Lading kan getransporteerd worden over geleiders
Isolatoren kunnen verhinderen dat lading weglekt
Illustratie van het feit dat je de meeste materialen in die 2 groepen kan opdelen.
Persoon ophangen aan aantal draden, aan een isolerend iets zoals hout. Er
werd lading opgewekt. Die lading verspreidt zich over dat lichaam. Die
persoon houdt zijn handen boven papierstickers en die begonnen dan te
zweven.
° eigenschappen lading
Eenheid van lading: de Coulomb (C)
Alle materialen zijn opgebouwd uit atomen, die hebben een aantal neuronen en
protonen er zijn, en ook elektronen.
Het atoommodel zegt dat de kern bestaat uit protonen (en neuronen). Die
bevatten een massa en een lading. Die is +1,60*10 -19 C.
Lading is gekwantiseerd: q = n*e
Elementaire lading: e = 1.60*10-19
Atoom = (neutronen + protonen) + elektronen
qn = 0 qp = +e qe = -e
Een atoom is altijd elektrisch neutraal; evenveel + lading in de kern als – lading
die rond de kern zweeft.
Door te wrijven creëer je warmte, als ze sneller bewegen is de kans groter dat ze
botsen, dan ontstaat er elektro dat wordt losgeslagen.
Je kan geen lading creëren, er is altijd behoud van lading.
e+ is positron.
PET; er worden gamma stralen gecreëerd: een vorm van energie.
Lading is gekwantiseerd; je kan een lading nooit met minder dan 1,6010^-19 C
een verandering waarnemen.
,° Charles Coulomb
Experimenten met torsiebalans:
– Elektrische/magnetische kracht ~ 1/r2
– Elektrische kracht ~ q1.q2
(niet weten wat torsiebalans is)
° elektrostatica: wet van Coulomb
Samengevat: de wet van Coulomb
Een puntlading = lading die zich in 1 wiskundig punt bevindt. Dit is fysisch
onmogelijk.
Kracht uitgeoefend door 2 puntladingen op elkaar:
Wet van Coulomb
We nemen de 2 puntladingen die krachten op elkaar uitvoeren (q1 en q2)
De lijn die die krachten verbindt. De richting van de lijn is de richting van
de kracht. Je moet ook wel de zin weten. Je weet die zin omdat + ladingen
elkaar afstoten.
Wet van coulomb => we werken onder elektrostatische condities
Elektrostatische condities; Als de veranderingen in de tijd 0 zijn, spreken we van
statisch
, 15
Elektrostatica laat niet toe iets te zeggen over de verandering van een punt.
Want men gaat ervan uit dat het altijd hetzelfde blijft (statica), men gaat ervan
uit dat die situatie altijd zo is.
Je moet de wetten van Maxwell, niet die van coulomb gebruiken/oplossen dan.
16
Wet van Coulomb:
Je kan die afleiden uit de wetten van Maxwell
Fundamentele wet, beschrijft correct:
– binding atoomkern – elektronen;
– binding atomen in moleculen;
– binding atomen/moleculen in vloeistoffen en vaste stoffen
WvC kan je alleen toepassen op 2 punten.
Om dit op te lossen gebruiken we superpositie.
Je gaat alle paren van ladingen bepalen; in het geval van 3 ladingen heb je
2 andere ladingen. We gaan de wet van C toepasen alsof die andere er niet
is. Zo krijg je Fc21. Dus alsof q3 er niet is.
Je doet nu hetzelfde maar je doet alsof q2 er niet is. Zo creëer je een
nieuwe richting. Die van q1 naar q3 wijst.
Om nu de totale kracht te weten gebruiken we superpositie; dus we gaan
die krachten bij elkaar optellen.
(echte les)
Deze 4 vergelijkingen verklaren alle fenomen.
E met pijl boven is elektrisch veld
B met pijl boven is magnetisch veld
J is stroomdichtheid
LADING EN KRACHTEN
° elektrische lading
2 soorten lading: + en – => 2 klassen ladingen
Ballon met wrijving; de elektromagnetische kracht zorgt ervoor dat die ballon niet
naar beneden valt. Je creëert lading => je herverdeelt eigenlijk de aanwezige
lading.
Je krijgt aantrekking als je een + bij een – lading in de buurt brengt.
Gelijke ladingen stoten elkaar af, tegengestelde ladingen trekken elkaar
aan.
Je hebt 2 soorten materialen: geleiders en isolatoren
Geleiders laten toe dat die lading beweegt doorheen het voorwerp:
materiaal waarin ladingsdragers vrij kunnen bewegen, o.a. metalen
(elektronen).
Isolatoren (glas of hout bv): hier kan je lading op plaatsen, maar die lading
kan niet bewegen doorheen dat materiaal: materiaal waarin ladingsdragers
niet kunnen bewegen, o.a. glas.
Later bleek dat er nog 2 soorten materialen zijn: halfgeleiders en supergeleiders
Halfgeleiders kunnen onder sommige toestanden wel geleiden, soms niet.
Temperatuur is hier een belangrijke factor; hoe hoger, hoe beter het geleidt.
Supergeleiders; als je bepaalde materialen zo koelt dat ze dicht bij het absolute
nulpunt komt, krijg je hyperefficiente geleiding. Hier ondervindt de lading geen
invloed van het materiaal. Dit wil dus zeggen dat er geen opwarming zal
ontstaan.
, Lading kan getransporteerd worden over geleiders
Isolatoren kunnen verhinderen dat lading weglekt
Illustratie van het feit dat je de meeste materialen in die 2 groepen kan opdelen.
Persoon ophangen aan aantal draden, aan een isolerend iets zoals hout. Er
werd lading opgewekt. Die lading verspreidt zich over dat lichaam. Die
persoon houdt zijn handen boven papierstickers en die begonnen dan te
zweven.
° eigenschappen lading
Eenheid van lading: de Coulomb (C)
Alle materialen zijn opgebouwd uit atomen, die hebben een aantal neuronen en
protonen er zijn, en ook elektronen.
Het atoommodel zegt dat de kern bestaat uit protonen (en neuronen). Die
bevatten een massa en een lading. Die is +1,60*10 -19 C.
Lading is gekwantiseerd: q = n*e
Elementaire lading: e = 1.60*10-19
Atoom = (neutronen + protonen) + elektronen
qn = 0 qp = +e qe = -e
Een atoom is altijd elektrisch neutraal; evenveel + lading in de kern als – lading
die rond de kern zweeft.
Door te wrijven creëer je warmte, als ze sneller bewegen is de kans groter dat ze
botsen, dan ontstaat er elektro dat wordt losgeslagen.
Je kan geen lading creëren, er is altijd behoud van lading.
e+ is positron.
PET; er worden gamma stralen gecreëerd: een vorm van energie.
Lading is gekwantiseerd; je kan een lading nooit met minder dan 1,6010^-19 C
een verandering waarnemen.
,° Charles Coulomb
Experimenten met torsiebalans:
– Elektrische/magnetische kracht ~ 1/r2
– Elektrische kracht ~ q1.q2
(niet weten wat torsiebalans is)
° elektrostatica: wet van Coulomb
Samengevat: de wet van Coulomb
Een puntlading = lading die zich in 1 wiskundig punt bevindt. Dit is fysisch
onmogelijk.
Kracht uitgeoefend door 2 puntladingen op elkaar:
Wet van Coulomb
We nemen de 2 puntladingen die krachten op elkaar uitvoeren (q1 en q2)
De lijn die die krachten verbindt. De richting van de lijn is de richting van
de kracht. Je moet ook wel de zin weten. Je weet die zin omdat + ladingen
elkaar afstoten.
Wet van coulomb => we werken onder elektrostatische condities
Elektrostatische condities; Als de veranderingen in de tijd 0 zijn, spreken we van
statisch
, 15
Elektrostatica laat niet toe iets te zeggen over de verandering van een punt.
Want men gaat ervan uit dat het altijd hetzelfde blijft (statica), men gaat ervan
uit dat die situatie altijd zo is.
Je moet de wetten van Maxwell, niet die van coulomb gebruiken/oplossen dan.
16
Wet van Coulomb:
Je kan die afleiden uit de wetten van Maxwell
Fundamentele wet, beschrijft correct:
– binding atoomkern – elektronen;
– binding atomen in moleculen;
– binding atomen/moleculen in vloeistoffen en vaste stoffen
WvC kan je alleen toepassen op 2 punten.
Om dit op te lossen gebruiken we superpositie.
Je gaat alle paren van ladingen bepalen; in het geval van 3 ladingen heb je
2 andere ladingen. We gaan de wet van C toepasen alsof die andere er niet
is. Zo krijg je Fc21. Dus alsof q3 er niet is.
Je doet nu hetzelfde maar je doet alsof q2 er niet is. Zo creëer je een
nieuwe richting. Die van q1 naar q3 wijst.
Om nu de totale kracht te weten gebruiken we superpositie; dus we gaan
die krachten bij elkaar optellen.
