H7 Elektrische en magnetische velden
1 Vrije ladingen en elektrische spanning
Een elektrische spanning is altijd gedefinieerd tussen twee punten: het gaat om het
verschil in energie per lading tussen deze punten. De elektrische energie neemt toe
als een lading tegen de elektrische kracht in beweegt doordat de lading al een
snelheid had of doordat een andere kracht van buitenaf arbeid verricht.
De elektrische energie neemt af in de richting waarin een lading spontaan beweegt
onder invloed van de elektrische kracht.
De eenheid van energie is joule. Voor versnelde elektronen komt dat uit op hele lage
waarden, daarom wordt voor een geladen deeltje de elektronvolt gebruikt: 1 eV = -
1,6022 ∙ 10-19 C ∙ -1 V = 1,6022 ∙ 10-19 J.
Formules:
- De verandering van de elektrische energie van een lading die een spanning doorloopt
is:
ΔEEel = -q ∙ U
ΔEEel: de verandering in elektrische energie in joule (J)
q: de lading in coulomb (C)
U: de spanning in volt (V)
- Negatief als pluslading naar pluspool toe beweegt
- Positief als pluslading van pluspool af beweegt
- Als er geen weerstand is, wordt elektrische energie volledig omgezet in
kinetische energie volgens ΔEEK = -q ∙ U. Bij afremmen gebeurt het
tegenovergestelde: kinetische energie wordt omgezet in elektrische energie.
2 Elektrische velden
De richting van het elektrisch veld in een punt is gelijk aan de richting van de
elektrische kracht op een positieve lading die zich in dat punt bevindt. In het geval
van een negatieve lading zijn kracht en elektrisch veld tegengesteld gericht.
De richting van het elektrisch veld is van de pluspool af naar de minpool toe. In een
homogeen elektrisch veld is de sterkte overal in de ruimte even sterk. De veldlijnen lopen
evenwijdig. In een radiaal elektrisch veld is de sterkte kleiner op grotere afstand. De
veldlijnen lopen vanuit één punt uit elkaar.
Elektrische-veldlijnen teken je in de richting van het elektrisch veld. De afstand tussen
de veldlijnen geeft de sterkte van het elektrisch veld aan. Hoe kleiner de afstand,
hoe sterker het veld.
Formules:
- Het elektrisch veld is op elk punt van de ruimte gedefinieerd als:
F el
E=
q
E: de elektrische veldsterkte in newton per coulomb (N C−1)
Fel : de elektrische kracht in newton (N)
- De elektrische kracht tussen twee ladingen op afstand r van elkaar is gelijk
aan:
q ∙Q
Fel = f ∙
r2
Fel : de kracht tussen twee ladingen in newton (N)
1 Vrije ladingen en elektrische spanning
Een elektrische spanning is altijd gedefinieerd tussen twee punten: het gaat om het
verschil in energie per lading tussen deze punten. De elektrische energie neemt toe
als een lading tegen de elektrische kracht in beweegt doordat de lading al een
snelheid had of doordat een andere kracht van buitenaf arbeid verricht.
De elektrische energie neemt af in de richting waarin een lading spontaan beweegt
onder invloed van de elektrische kracht.
De eenheid van energie is joule. Voor versnelde elektronen komt dat uit op hele lage
waarden, daarom wordt voor een geladen deeltje de elektronvolt gebruikt: 1 eV = -
1,6022 ∙ 10-19 C ∙ -1 V = 1,6022 ∙ 10-19 J.
Formules:
- De verandering van de elektrische energie van een lading die een spanning doorloopt
is:
ΔEEel = -q ∙ U
ΔEEel: de verandering in elektrische energie in joule (J)
q: de lading in coulomb (C)
U: de spanning in volt (V)
- Negatief als pluslading naar pluspool toe beweegt
- Positief als pluslading van pluspool af beweegt
- Als er geen weerstand is, wordt elektrische energie volledig omgezet in
kinetische energie volgens ΔEEK = -q ∙ U. Bij afremmen gebeurt het
tegenovergestelde: kinetische energie wordt omgezet in elektrische energie.
2 Elektrische velden
De richting van het elektrisch veld in een punt is gelijk aan de richting van de
elektrische kracht op een positieve lading die zich in dat punt bevindt. In het geval
van een negatieve lading zijn kracht en elektrisch veld tegengesteld gericht.
De richting van het elektrisch veld is van de pluspool af naar de minpool toe. In een
homogeen elektrisch veld is de sterkte overal in de ruimte even sterk. De veldlijnen lopen
evenwijdig. In een radiaal elektrisch veld is de sterkte kleiner op grotere afstand. De
veldlijnen lopen vanuit één punt uit elkaar.
Elektrische-veldlijnen teken je in de richting van het elektrisch veld. De afstand tussen
de veldlijnen geeft de sterkte van het elektrisch veld aan. Hoe kleiner de afstand,
hoe sterker het veld.
Formules:
- Het elektrisch veld is op elk punt van de ruimte gedefinieerd als:
F el
E=
q
E: de elektrische veldsterkte in newton per coulomb (N C−1)
Fel : de elektrische kracht in newton (N)
- De elektrische kracht tussen twee ladingen op afstand r van elkaar is gelijk
aan:
q ∙Q
Fel = f ∙
r2
Fel : de kracht tussen twee ladingen in newton (N)
