Samenvatting ‘Elektromagnetisme’
Paragraaf 10.1 ‘Elektrische velden’
Krachtwerking op afstand
Elektrisch veld: de omgeving waarin een elektrische kracht merkbaar is. Ladingen ondervinden
krachtwerking als ze in een elektrisch veld bevinden. Elektrische veldlijnen zijn denkbeeldige lijnen
waarlangs een positieve lading in een elektrisch veld beweegt. Hoe dichter de veldlijnen bij elkaar
liggen, des te groter is de krachtwerking op een lading in het veld.
- Positief: richting van de + lading af;
- Negatief: richting naar de - toe (als het een punt is, tegen de + veldlijn in).
Elektrische veldsterkte
Fel = q · E
- Fel = de elektrische kracht N
- q = de lading van het deeltje C
- E = de elektrische veldsterkte N/C
De elektrische veldsterkte en elektrische kracht wijzen dezelfde kant op bij een positieve lading, en
tegengesteld bij een negatieve lading vectoren.
Wet van Coulomb
De wet van Coulomb: wat is de grootte van de elektrische kracht die 2 ladingen op elkaar uitoefenen:
Fel= f · (q·Q/r2)
- Fel= de elektrische kracht N
- f = de constante in Nm2C-2
o tabel 7
- q = de lading van het deeltje 1 C
- Q = de lading van het deeltje 2 C
- r = de afstand tussen de twee deeltjes m
o bij geladen bollen: van middelpunt tot middelpunt
Eigenschappen van veldlijnen
Met een proeflading (kleine lading) kun je kijken naar de grootte en de richting van de kracht op het
deeltje om de eigenschappen van een elektrisch veld te bepalen. Door een parallellogram te tekenen
bepaal je de richting van het elektrisch veld in een bepaald punt.
Eigenschappen veldlijnen:
- Met de raaklijn aan de veldlijn door een punt wordt de richting van de elektrische kracht
bepaald.
- Gelijke richting van de veldlijn als aan de richting van de kracht op een positieve proeflading.
- Veldlijn loop van positief naar negatief.
- De dichtheid van de veldlijnen is een maat voor de sterkte van het veld. Hoe dichter, hoe
groter de elektrische kracht op de proeflading.
- Elektrische veldlijnen snijden elkaar nooit, want in een bepaald punt is er maar één F res.
- Veldlijnen staan loodrecht op geleiders.
o Aan de binnenkant van een geleider is het elektrisch veld 0.
Radiaalveld en homogeen veld
Condensator: 2 evenwijdige metalen platen die op een spanningbron zijn aangesloten waar tussen
een homogeen elektrisch veld zich bevindt. De elektrischte kracht op een proeflading is overal even
groot en heeft dezelfde richting.
Bij een radiaal veld bewegen ladingen tussen het bolletje in het midden en de rand van de bol.
, Paragraaf 10.2 Elektrische energie
Potentiële energie en kinetische energie
Als het proton een hogere snelheid heeft gekregen, is zijn kinetische energie
Toegenomen omdat de elektrische kracht een positieve arbeid heeft verricht. Volgens
de wet van behoud van energie is dan een vorm van potentiële energie afgenomen; in
dit geval een afname van elektrische energie:
∆Ek = - ∆Eel
- ∆Ek = de verandering van de kinetische energie
o ∆Ek= Eeind – Ebegin
- ∆Eel= de verandering van de elektrische energie
o ∆Eel= Eel, eind – Eel,begin
De sterkte van het elektrisch veld hangt af van de spanning die over de condensatorplaten
staat:
∆Eel = q · U
- ∆Eel = verandering van de elektrische energie J
- q = lading in C
- U = spanning V
Je mag zelf kiezen waar de energie 0 joule is (net als bij zwaarte-energie), gebruikelijk is dat de F el van
een deeltje bij de negatieve plaat 0 J is. De U is dan altijd positief bij de positieve volt, de F el hangt dan af
van de lading van het deeltje.
Röntgenbuis
Een röntgenapparaat maakt gebruik van röntgenstraling om een afbeelding te maken. De
straling wordt opgewekt in een röntgenbuis. De elektronen laten door de verhitting los van de
negatieve pool waardoor ze door de hoge spanning tussen de polen op de positieve pool
botsen: er ontstaat röntgenstraling + warmte.
Lineaire versneller
In een lineaire versneller komt een proton een buis in, als hij uit buis 1 komt is buis 1 positief. Buis 2 is
nog negatief waardoor het proton versnelt en in buis 2 komt en zo gaat het riedeltje door. Doordat de
spanning telkens wordt omgedraaid, neemt de kinetische energie tussen twee buizen toe: ∆
Ek= q ·UPQ. Een nieuw proton komt wanner het eerste proton buis 3 binnenkomt, de verblijftijd
in een buis moet even lang zijn voordat de spanning wordt omgedraaid.
Elektronvolt
1,000 eV (elektronvolt) = 1,602 · 10-19 J. Een deeltje met de lading van een elektron dat een
spanning van 1,000 volt doorloopt krijgt een kinetische energie van 1,000 Ev (vul formule in).
Paragraaf 10.1 ‘Elektrische velden’
Krachtwerking op afstand
Elektrisch veld: de omgeving waarin een elektrische kracht merkbaar is. Ladingen ondervinden
krachtwerking als ze in een elektrisch veld bevinden. Elektrische veldlijnen zijn denkbeeldige lijnen
waarlangs een positieve lading in een elektrisch veld beweegt. Hoe dichter de veldlijnen bij elkaar
liggen, des te groter is de krachtwerking op een lading in het veld.
- Positief: richting van de + lading af;
- Negatief: richting naar de - toe (als het een punt is, tegen de + veldlijn in).
Elektrische veldsterkte
Fel = q · E
- Fel = de elektrische kracht N
- q = de lading van het deeltje C
- E = de elektrische veldsterkte N/C
De elektrische veldsterkte en elektrische kracht wijzen dezelfde kant op bij een positieve lading, en
tegengesteld bij een negatieve lading vectoren.
Wet van Coulomb
De wet van Coulomb: wat is de grootte van de elektrische kracht die 2 ladingen op elkaar uitoefenen:
Fel= f · (q·Q/r2)
- Fel= de elektrische kracht N
- f = de constante in Nm2C-2
o tabel 7
- q = de lading van het deeltje 1 C
- Q = de lading van het deeltje 2 C
- r = de afstand tussen de twee deeltjes m
o bij geladen bollen: van middelpunt tot middelpunt
Eigenschappen van veldlijnen
Met een proeflading (kleine lading) kun je kijken naar de grootte en de richting van de kracht op het
deeltje om de eigenschappen van een elektrisch veld te bepalen. Door een parallellogram te tekenen
bepaal je de richting van het elektrisch veld in een bepaald punt.
Eigenschappen veldlijnen:
- Met de raaklijn aan de veldlijn door een punt wordt de richting van de elektrische kracht
bepaald.
- Gelijke richting van de veldlijn als aan de richting van de kracht op een positieve proeflading.
- Veldlijn loop van positief naar negatief.
- De dichtheid van de veldlijnen is een maat voor de sterkte van het veld. Hoe dichter, hoe
groter de elektrische kracht op de proeflading.
- Elektrische veldlijnen snijden elkaar nooit, want in een bepaald punt is er maar één F res.
- Veldlijnen staan loodrecht op geleiders.
o Aan de binnenkant van een geleider is het elektrisch veld 0.
Radiaalveld en homogeen veld
Condensator: 2 evenwijdige metalen platen die op een spanningbron zijn aangesloten waar tussen
een homogeen elektrisch veld zich bevindt. De elektrischte kracht op een proeflading is overal even
groot en heeft dezelfde richting.
Bij een radiaal veld bewegen ladingen tussen het bolletje in het midden en de rand van de bol.
, Paragraaf 10.2 Elektrische energie
Potentiële energie en kinetische energie
Als het proton een hogere snelheid heeft gekregen, is zijn kinetische energie
Toegenomen omdat de elektrische kracht een positieve arbeid heeft verricht. Volgens
de wet van behoud van energie is dan een vorm van potentiële energie afgenomen; in
dit geval een afname van elektrische energie:
∆Ek = - ∆Eel
- ∆Ek = de verandering van de kinetische energie
o ∆Ek= Eeind – Ebegin
- ∆Eel= de verandering van de elektrische energie
o ∆Eel= Eel, eind – Eel,begin
De sterkte van het elektrisch veld hangt af van de spanning die over de condensatorplaten
staat:
∆Eel = q · U
- ∆Eel = verandering van de elektrische energie J
- q = lading in C
- U = spanning V
Je mag zelf kiezen waar de energie 0 joule is (net als bij zwaarte-energie), gebruikelijk is dat de F el van
een deeltje bij de negatieve plaat 0 J is. De U is dan altijd positief bij de positieve volt, de F el hangt dan af
van de lading van het deeltje.
Röntgenbuis
Een röntgenapparaat maakt gebruik van röntgenstraling om een afbeelding te maken. De
straling wordt opgewekt in een röntgenbuis. De elektronen laten door de verhitting los van de
negatieve pool waardoor ze door de hoge spanning tussen de polen op de positieve pool
botsen: er ontstaat röntgenstraling + warmte.
Lineaire versneller
In een lineaire versneller komt een proton een buis in, als hij uit buis 1 komt is buis 1 positief. Buis 2 is
nog negatief waardoor het proton versnelt en in buis 2 komt en zo gaat het riedeltje door. Doordat de
spanning telkens wordt omgedraaid, neemt de kinetische energie tussen twee buizen toe: ∆
Ek= q ·UPQ. Een nieuw proton komt wanner het eerste proton buis 3 binnenkomt, de verblijftijd
in een buis moet even lang zijn voordat de spanning wordt omgedraaid.
Elektronvolt
1,000 eV (elektronvolt) = 1,602 · 10-19 J. Een deeltje met de lading van een elektron dat een
spanning van 1,000 volt doorloopt krijgt een kinetische energie van 1,000 Ev (vul formule in).
