2 Elektriciteit
2.1 Lading en stroom
A 1
a Er zijn dan meer elektronen dan protonen. Er is dan namelijk meer negatieve dan posi
tieve lading. Het proton en het elektron hebben bovendien een even grote lading (al is de
ene dan + en de andere –).
b Er zijn even veel protonen als elektronen. Het voorwerp is neutraal, dus er is even veel
positieve lading als negatieve lading. Het proton en het elektron hebben bovendien een
even grote lading (al is de ene dan + en de andere –).
A 2
a Geleidingselektronen zijn elektronen die aan de buitenkant van een metaalatoom zitten
en zich als het ware vrij in het metaalrooster kunnen bewegen.
b Metalen bevatten atomen die erg dicht tegen elkaar aan zitten, zodat elektronen gemak
kelijk van het ene naar het andere atoom kunnen gaan. Bovendien zijn de elektronen van
de buitenste schil slechts zwak aan de kern gebonden.
c De elementaire lading, aangeduid met e, is de kleinst denkbare, niet verder deelbare
hoeveelheid lading. De lading van een elektron en die van proton is er wat betreft grootte
gelijk aan. In tabel 7A van Binas vind je: 1 e = 1,602 176 565 C.
B 3
6 protonen
+ 6 neutronen
proton +
koolstofatoom neutron
elektron –
B 4
a De twee natriumionen zijn beide positief geladen en stoten elkaar dus af.
b De twee chloorionen zijn beide negatief geladen en stoten elkaar dus af.
c Het chloorion is negatief geladen en het natriumion positief; ze trekken elkaar dus aan.
d Het proton is positief geladen en het chloorion negatief; ze trekken elkaar dus aan.
B 5
a Q = +8e = +8 × 1,6 ∙ 10−19 C = 1,3 ∙ 10−18 C
b Er zijn 8 positieve protonen. Om het ion in totaal dus een lading van 2− te geven, moe
ten er 10 negatieve deeltjes zijn. Er zijn dus 10 elektronen.
c Q = +8e + −10e = −2e = −2 × 1,6 ∙ 10−19 C = −3,2 ∙ 10−19 C
B 6
Q
Gebruik I = , met t in seconde, dus t = 5,0 × 60 = 300 s.
t
60
I= = 0,20 A.
300
28 | Hoofdstuk 2 © Noordhoff Uitgevers bv
, B 7
a B, want elke stof kan geladen zijn en elke stof bevat atomen en elk atoom bevat
elektronen.
b Een geleider is een stof die lading (gemakkelijk) kan doorgeven.
C 8
Een atoom is elektrisch neutraal, dus de lading van de elektronen is −1,76 · 10−18 C.
−1,76 · 10 −18
De lading van 1 elektron is −1,60 · 10−19 C. Dan zijn er dus =
−1,60 · 10 −19
11 elektronen.
C 9
a + –
I I
elektronen elektronen
stroom I
b Zie de figuur hierboven.
c In de bron (dus tussen het korte en lange streepje van de bron) gaan de elektronen van
+ naar –.
d Q = I ∙ t = 2,0 ∙ 10−3 × 3,0 × 3600 = 21,6 C = 22 C
e Elk elektron heeft een lading van (–) 1,6 ∙ 10−19 C.
21,6
Een lading van 21,6 C komt dus overeen met = 1,4 ∙ 1020 elektronen.
1,6 ∙ 10−19
C 10
a De wolk is positief geladen en heeft dus minder (negatieve) elektronen dan (positieve)
protonen.
Qtot 4,5 ∙ 103
b Ne = = = 2,8 ∙ 1022
e 1,60 ∙ 10 −19
Q 4,5 ∙ 103
c I= = = 2,5 ∙ 1010 A
t 0,18 ∙ 10 −6
d In het begin is de lading van de wolk nog groot en trekt hij de elektronen sterk aan; na
verloop van tijd neemt de lading van de wolk af, evenals de kracht waarmee hij elektro
nen aantrekt en de stroomsterkte die daarbij plaatsvindt.
D 11
Elke seconde passeert een lading van: Q = I ∙ t = 0,15 ∙ 10−3 × 1 = 1,5 ∙ 10−4 C.
Elk elektron heeft een lading van (–) 1,6 ∙ 10−19 C.
1,5 · 10 −4
1,5 ∙ 10−4 C komt dus overeen met = 9,375 ∙ 1014 elektronen.
1,6 · 10 −19
Als er elke seconde 9,375 ∙ 1014 elektronen passeren, passeert één elektron in
1
= 1,1 ∙ 10−15 s.
9,375 · 1014
© Noordhoff Uitgevers bv Elektriciteit | 29
, 2.2 Spanning
A 12
Bij een gelijkspanningsbron is één van de polen altijd positief en de andere altijd negatief.
Bij een wisselspanningsbron zijn beide polen afwisselend positief en negatief.
A 13
grootheid symbool eenheid gelijk aan
lading Q C A∙s
stroomsterkte I A C/s
spanning U V J/C
energie E J V ∙C
geleidbaarheid G S A/V
B 14
a Bij het in serie schakelen van spanningsbronnen is de totale spanning gelijk aan de
optelsom van de spanningen van alle bronnen samen. Blijkbaar heeft het lampje meer
spanning nodig dan één bron kan leveren (bv. het lampje heeft 4,5 V nodig en elke bron
heeft een spanning van 1,5 V).
b
c Bij parallel schakelen van spanningsbronnen tellen de spanningen niet op. De batterijen
hoeven ieder echter minder stroomsterkte te leveren en gaan daardoor langer mee. Je
hoeft de batterijen dus minder snel te vervangen.
d
B 15
a,c
+
A
–
+ V –
b 1
d 2
30 | Hoofdstuk 2 © Noordhoff Uitgevers bv
2.1 Lading en stroom
A 1
a Er zijn dan meer elektronen dan protonen. Er is dan namelijk meer negatieve dan posi
tieve lading. Het proton en het elektron hebben bovendien een even grote lading (al is de
ene dan + en de andere –).
b Er zijn even veel protonen als elektronen. Het voorwerp is neutraal, dus er is even veel
positieve lading als negatieve lading. Het proton en het elektron hebben bovendien een
even grote lading (al is de ene dan + en de andere –).
A 2
a Geleidingselektronen zijn elektronen die aan de buitenkant van een metaalatoom zitten
en zich als het ware vrij in het metaalrooster kunnen bewegen.
b Metalen bevatten atomen die erg dicht tegen elkaar aan zitten, zodat elektronen gemak
kelijk van het ene naar het andere atoom kunnen gaan. Bovendien zijn de elektronen van
de buitenste schil slechts zwak aan de kern gebonden.
c De elementaire lading, aangeduid met e, is de kleinst denkbare, niet verder deelbare
hoeveelheid lading. De lading van een elektron en die van proton is er wat betreft grootte
gelijk aan. In tabel 7A van Binas vind je: 1 e = 1,602 176 565 C.
B 3
6 protonen
+ 6 neutronen
proton +
koolstofatoom neutron
elektron –
B 4
a De twee natriumionen zijn beide positief geladen en stoten elkaar dus af.
b De twee chloorionen zijn beide negatief geladen en stoten elkaar dus af.
c Het chloorion is negatief geladen en het natriumion positief; ze trekken elkaar dus aan.
d Het proton is positief geladen en het chloorion negatief; ze trekken elkaar dus aan.
B 5
a Q = +8e = +8 × 1,6 ∙ 10−19 C = 1,3 ∙ 10−18 C
b Er zijn 8 positieve protonen. Om het ion in totaal dus een lading van 2− te geven, moe
ten er 10 negatieve deeltjes zijn. Er zijn dus 10 elektronen.
c Q = +8e + −10e = −2e = −2 × 1,6 ∙ 10−19 C = −3,2 ∙ 10−19 C
B 6
Q
Gebruik I = , met t in seconde, dus t = 5,0 × 60 = 300 s.
t
60
I= = 0,20 A.
300
28 | Hoofdstuk 2 © Noordhoff Uitgevers bv
, B 7
a B, want elke stof kan geladen zijn en elke stof bevat atomen en elk atoom bevat
elektronen.
b Een geleider is een stof die lading (gemakkelijk) kan doorgeven.
C 8
Een atoom is elektrisch neutraal, dus de lading van de elektronen is −1,76 · 10−18 C.
−1,76 · 10 −18
De lading van 1 elektron is −1,60 · 10−19 C. Dan zijn er dus =
−1,60 · 10 −19
11 elektronen.
C 9
a + –
I I
elektronen elektronen
stroom I
b Zie de figuur hierboven.
c In de bron (dus tussen het korte en lange streepje van de bron) gaan de elektronen van
+ naar –.
d Q = I ∙ t = 2,0 ∙ 10−3 × 3,0 × 3600 = 21,6 C = 22 C
e Elk elektron heeft een lading van (–) 1,6 ∙ 10−19 C.
21,6
Een lading van 21,6 C komt dus overeen met = 1,4 ∙ 1020 elektronen.
1,6 ∙ 10−19
C 10
a De wolk is positief geladen en heeft dus minder (negatieve) elektronen dan (positieve)
protonen.
Qtot 4,5 ∙ 103
b Ne = = = 2,8 ∙ 1022
e 1,60 ∙ 10 −19
Q 4,5 ∙ 103
c I= = = 2,5 ∙ 1010 A
t 0,18 ∙ 10 −6
d In het begin is de lading van de wolk nog groot en trekt hij de elektronen sterk aan; na
verloop van tijd neemt de lading van de wolk af, evenals de kracht waarmee hij elektro
nen aantrekt en de stroomsterkte die daarbij plaatsvindt.
D 11
Elke seconde passeert een lading van: Q = I ∙ t = 0,15 ∙ 10−3 × 1 = 1,5 ∙ 10−4 C.
Elk elektron heeft een lading van (–) 1,6 ∙ 10−19 C.
1,5 · 10 −4
1,5 ∙ 10−4 C komt dus overeen met = 9,375 ∙ 1014 elektronen.
1,6 · 10 −19
Als er elke seconde 9,375 ∙ 1014 elektronen passeren, passeert één elektron in
1
= 1,1 ∙ 10−15 s.
9,375 · 1014
© Noordhoff Uitgevers bv Elektriciteit | 29
, 2.2 Spanning
A 12
Bij een gelijkspanningsbron is één van de polen altijd positief en de andere altijd negatief.
Bij een wisselspanningsbron zijn beide polen afwisselend positief en negatief.
A 13
grootheid symbool eenheid gelijk aan
lading Q C A∙s
stroomsterkte I A C/s
spanning U V J/C
energie E J V ∙C
geleidbaarheid G S A/V
B 14
a Bij het in serie schakelen van spanningsbronnen is de totale spanning gelijk aan de
optelsom van de spanningen van alle bronnen samen. Blijkbaar heeft het lampje meer
spanning nodig dan één bron kan leveren (bv. het lampje heeft 4,5 V nodig en elke bron
heeft een spanning van 1,5 V).
b
c Bij parallel schakelen van spanningsbronnen tellen de spanningen niet op. De batterijen
hoeven ieder echter minder stroomsterkte te leveren en gaan daardoor langer mee. Je
hoeft de batterijen dus minder snel te vervangen.
d
B 15
a,c
+
A
–
+ V –
b 1
d 2
30 | Hoofdstuk 2 © Noordhoff Uitgevers bv
