Elektrisch veld en veldsterkte

1. 2. Elektrisch veld en veldsterkte 1. Het elektrisch veld Lading op een voorwerp  ruimte errond verandert. Vlakbij de lading: sterke invloed; wordt zwakker verderaf. Elektrischveld en veldsterkte Elektrisch veld: beschrijft de invloed van een lading op de ruimte rond die lading.

2. 1.1 Invloed van ladingen Lading Qb • ruimte rond die lading verandert, dwz er ontstaat een elektrisch veld • testen met tweede lading in deze ruimte bronlading Qb testlading Qt Elektrischveld en veldsterkte Qb en Qt zelfde lading : afstoting Qb en Qt tegengestelde lading : aantrekking

3. 1.2 Onderzoek van de ruimte rond een lading Oliebad met griesmeelkorrels en een geladen geleider. In de buurt van een elektrische lading: elektrische inductie in de griesmeelkorrels  oriëntatie Elektrischveld en veldsterkte Afhankelijk vorm geleider  verschillende figuren:

4. + - + + 1.2.1. Radiaal veld Kleine geladen metalen bol Radiaal veld 1.2.2. Dipoolveld Elektrischveld en veldsterkte tegengestelde ladingen gelijke ladingen midden sterk midden zwak

5. 1.2.3. Homogeen veld 2 evenwijdige geleidende platen, tegengestelde lading  evenwijdige lijnen homogeen veld Veld is overal even sterk 1.2.4. In en rond een ringvormige geleider • Binnen geleider: • geen elektrisch veld • Kooi van Faraday = alle lading gaat naar het buitenoppervlak van de geleider  (be)schermwerking Buiten geleider: lijnen loodrecht op oppervlak geleider Elektrischveld en veldsterkte

6. 1.2.5. Sterk gekromde geleider • Puntvormig en sterk gekromd opp. • grote dichtheid lijnen • sterk elektrisch veld Elektrischveld en veldsterkte Afstoting tussen veel gelijksoortige ladingen kort bij elkaar  lading verlaat de geleider Spitswerking

7. Praktische toepassingen • Statische ontlading • spitswerking op de vleugels en de staart van een vliegtuig voor het ontladen van de statische elektriciteit (ontstaan door wrijving) • Bliksemafleider • spitswerking  • ionisatie lucht  • bliksem valt daar in • Metalen constructie: • kooi van Faraday afscherming elek. velden binnen Elektrischveld en veldsterkte

8. 2. Elektrische veldsterkte Veldsterkte g = Fz m = grootte van de zwaartekracht op een massa van 1 kg Definitie veldkracht: kracht die werkt op afstand, van ver Vorig jaar: zwaartekracht (Fz) Aarde = bol en op afstand werkt Fz (hoe verder weg, hoe zwakker Fz) zwaarteveld = ruimte waarbinnen Fz werkt Elektrischveld en veldsterkte

9. Elektrische veldkracht (F) Elektrisch veld (E) Grootte: E = F |Qt| (el. veldsterkte  g) = kracht die de lading Qt van 1 C ondervindt vanwege Qb × Q Q Q b b t 1 = × = × = × k E k E Q r2 r2 t Stel bol = lading Qb  in de ruimte rond die bol is er krachtwerking op andere ladingen in die ruimte Elektrischveld en veldsterkte Coulomkracht:

10. Q b × = k E r2 Definitie: Het elektrisch veld geeft de kracht weer die een lading van +1Q zou ondervinden als ze geplaatst wordt in het veld van de opwekkende lading (Qb). Elektrischveld en veldsterkte

11. Volgens de verbindingslijn tussen de ladingen Van de positieve lading Qb weg Naar de negatieve lading Qb toe Eenheid: [E] = [F] = N [Qb] C Richting en zin van E: Elektrischveld en veldsterkte

12. 3. Elektrische veldlijnen 3.1 Verband veldlijnen en elektrische veldsterkte Veldlijn: - baan die een -lading volgt in het elektrisch veld - lijn die in elk punt raakt a/d elektrische veldsterkte in dat punt - zin: van -lading naar -lading - veldlijnen kunnen elkaar niet snijden Elektrischveld en veldsterkte

13. Dichtheid veldlijnen = maat voor grootte elektrisch veld - sterk elektrisch veld: veel veldlijnen dicht bij elkaar - evenwijdige veldlijnen: constant elektrisch veld Elektrischveld en veldsterkte

14. 3.2 Radiaal veld van een puntlading Q b × = k E r2 • op eenzelfde afstand van Qb is het veld overal even groot • grootte neemt af met kwadraat van afstand • Symmetrisch – 3D • Qb > 0: zin = weg van Qb • Qb < 0: zin = naar Qb Elektrischveld en veldsterkte

15. 3.3 Radiaal veld in een bolvormige geleider • Qb op opp. geleider • Symmetrisch – 3D • In bol: geen veldlijnen  |E|=0 • P1 aan opp. geleider: • met r1 = afstand tot • middelpunt bol • Punten buiten bolopp.: • r = afstand tot middelpunt bol Q b × = k E1 r12 Elektrischveld en veldsterkte

16. 3.4 Homogeen veld • Twee platen met even grote, maar tegengestelde lading  homogeen veld • Veldlijnen zijn evenwijdig • Veld is overal even sterk of E = constant in elk punt van het veld Elektrischveld en veldsterkte

17. Lading Q(+) in punt P • Kracht F is overal even groot • Veldsterkte: E = F • Q • of F = E •Q • met E = constant • Eigenschappen: • aangrijpingspunt: in P • grootte: overal gelijk • richting: loodrecht op de platen • zin: van  naar  Elektrischveld en veldsterkte

18. 3.5 Dipoolveld • Dipool: twee even grote, maar tegengestelde puntladingen • Zin: van van  naar  • 3D • |E|=groot tussen de ladingen, wordt kleiner verder weg van de ladingen • Tegengestelde ladingen: |E|=0 tussen ladingen Elektrischveld en veldsterkte

19. 3.6 Spitswerking Elektrischveld en veldsterkte • Aan punt is |E| heel groot, de veldlijnen liggen er dicht bij elkaar.