5 VWO, natuurkunde, nova H8
Elektrische en magnetische velden
Natuurkunde Samenvatting hoofdstuk 8
§8.1 - Elektrische velden
Een lading in de buurt van een plus of minpool van een spanningsbron ondervindt een
elektrische kracht F el . De aanwezigheid van een plus of minpool heeft invloed op elke
plek in de ruimte rond de polen, in die ruimte is dan een elektrisch veld aanwezig. De
elektrische veldsterkte is de verhouding tussen kracht en lading → het is een eigenschap
van de ruimte en is onafhankelijk van de grootte van de lading:
E = F el ÷ q .
Elektrische veldsterkte is een vectorgrootheid, de richting van het elektrisch veld is gelijk
aan de richting van de elektrische kracht op een positieve lading. Als de elektrische
veldsterkte overal even groot is is er een homogeen elektrisch veld.
De richting van een elektrisch veld is altijd van de plus af naar de min toe. Met veldlijnen
geef je de richting van een elektrisch veld aan. Veldlijnen dicht op elkaar → sterk
elektrisch veld. Een grotere afstand tussen veldlijnen → zwakker elektrisch veld. Een
elektrisch veld dat vanuit een punt uiteenloopt noem je een radiaal veld.
De kracht tussen twee ladingen is afhankelijk van de afstand tussen de ladingen en de
grootte van beide ladingen, deze kracht wordt gegeven door de wet van coulomb:
q ·Q
F el = f· r2
f = 8.99 x 10⁹
Elke lading heeft een elektrisch veld om zich heen, de grootte van de elektrische
veldsterkte op een afstand r van een lading Q is:
F el q ·Q Q
E= q =f· q· r 2
=f· r2
Doorslag zijn kleine vonkjes in de lucht, ze ontstaan als het elektrisch veld groot is.
, Natuurkunde Samenvatting hoofdstuk 8
§8.2 - energie en spanning
In een homogeen elektrisch veld verricht de elektrische kracht F arbeid op een geladen deeltje →
snelheid wordt groter → kinetische energie neemt toe. De verrichte arbeid is gelijk aan de
verandering in kinetische energie: W = F · s = ΔE k . In een homogeen elektrisch veld is de
elektrische kracht F op een deeltje constant → de kinetische energie neemt recht evenredig toe
met de afstand s .
Als een negatief geladen deeltje wordt afgeschoten van een minpool, in de buurt van de minpool
heeft dit deeltje veel elektrische energie. Als het van de minpool weg versnelt neemt de
elektrische energie af en de kinetische energie toe → de totale hoeveelheid energie blijft
constant. ΔE k = − ΔE el
Een geladen deeltje heeft elektrische energie die evenredig is met de lading van het deeltje en de
spanning U tussen de plus- en minpool:
ΔE el = q · U
De spanning is altijd gedefinieerd tussen twee punten, vaak wordt de spanning gegeven ten
opzichte van de aarde die op U = 0V wordt vastgesteld. Als een punt met een geleider
(stroomdraad) is verbonden noemen we het een geaard punt en de aarde is gelijk aan 0V .
De elektrische energie ( J ) is heel klein in versnelde deeltjes → we gebruiken elektronvolt. Een
elektronvolt is de hoeveelheid kinetische energie die een elektron krijgt als het wordt versneld
door een spanning van 1 V.
1ev = − 1, 602 · 10 −19 C x − 1V = 1, 602 · 10 −19 J
In een röntgenbuis worden elektronen versneld, een elektron moet een hoge snelheid bereiken
daarom is de ruimte vacuüm zodat de moleculen niet tegen elkaar aanbotsen. De röntgenstraling
ontstaat doordat de elektronen in de pluspool inslaat waardoor er een verlies van kinetische
energie leidt.
De energie van een versneld deeltje kan ook in stappen worden omgezet, dan vinden er meer
kleinere botsingen plaats.
Het verband tussen de elektrische veldsterkte, afstand en spanning kan worden weergegeven
U
met: E = Δx
Elektrische en magnetische velden
Natuurkunde Samenvatting hoofdstuk 8
§8.1 - Elektrische velden
Een lading in de buurt van een plus of minpool van een spanningsbron ondervindt een
elektrische kracht F el . De aanwezigheid van een plus of minpool heeft invloed op elke
plek in de ruimte rond de polen, in die ruimte is dan een elektrisch veld aanwezig. De
elektrische veldsterkte is de verhouding tussen kracht en lading → het is een eigenschap
van de ruimte en is onafhankelijk van de grootte van de lading:
E = F el ÷ q .
Elektrische veldsterkte is een vectorgrootheid, de richting van het elektrisch veld is gelijk
aan de richting van de elektrische kracht op een positieve lading. Als de elektrische
veldsterkte overal even groot is is er een homogeen elektrisch veld.
De richting van een elektrisch veld is altijd van de plus af naar de min toe. Met veldlijnen
geef je de richting van een elektrisch veld aan. Veldlijnen dicht op elkaar → sterk
elektrisch veld. Een grotere afstand tussen veldlijnen → zwakker elektrisch veld. Een
elektrisch veld dat vanuit een punt uiteenloopt noem je een radiaal veld.
De kracht tussen twee ladingen is afhankelijk van de afstand tussen de ladingen en de
grootte van beide ladingen, deze kracht wordt gegeven door de wet van coulomb:
q ·Q
F el = f· r2
f = 8.99 x 10⁹
Elke lading heeft een elektrisch veld om zich heen, de grootte van de elektrische
veldsterkte op een afstand r van een lading Q is:
F el q ·Q Q
E= q =f· q· r 2
=f· r2
Doorslag zijn kleine vonkjes in de lucht, ze ontstaan als het elektrisch veld groot is.
, Natuurkunde Samenvatting hoofdstuk 8
§8.2 - energie en spanning
In een homogeen elektrisch veld verricht de elektrische kracht F arbeid op een geladen deeltje →
snelheid wordt groter → kinetische energie neemt toe. De verrichte arbeid is gelijk aan de
verandering in kinetische energie: W = F · s = ΔE k . In een homogeen elektrisch veld is de
elektrische kracht F op een deeltje constant → de kinetische energie neemt recht evenredig toe
met de afstand s .
Als een negatief geladen deeltje wordt afgeschoten van een minpool, in de buurt van de minpool
heeft dit deeltje veel elektrische energie. Als het van de minpool weg versnelt neemt de
elektrische energie af en de kinetische energie toe → de totale hoeveelheid energie blijft
constant. ΔE k = − ΔE el
Een geladen deeltje heeft elektrische energie die evenredig is met de lading van het deeltje en de
spanning U tussen de plus- en minpool:
ΔE el = q · U
De spanning is altijd gedefinieerd tussen twee punten, vaak wordt de spanning gegeven ten
opzichte van de aarde die op U = 0V wordt vastgesteld. Als een punt met een geleider
(stroomdraad) is verbonden noemen we het een geaard punt en de aarde is gelijk aan 0V .
De elektrische energie ( J ) is heel klein in versnelde deeltjes → we gebruiken elektronvolt. Een
elektronvolt is de hoeveelheid kinetische energie die een elektron krijgt als het wordt versneld
door een spanning van 1 V.
1ev = − 1, 602 · 10 −19 C x − 1V = 1, 602 · 10 −19 J
In een röntgenbuis worden elektronen versneld, een elektron moet een hoge snelheid bereiken
daarom is de ruimte vacuüm zodat de moleculen niet tegen elkaar aanbotsen. De röntgenstraling
ontstaat doordat de elektronen in de pluspool inslaat waardoor er een verlies van kinetische
energie leidt.
De energie van een versneld deeltje kan ook in stappen worden omgezet, dan vinden er meer
kleinere botsingen plaats.
Het verband tussen de elektrische veldsterkte, afstand en spanning kan worden weergegeven
U
met: E = Δx
