2. Elektrisch veld en veldsterkte

Presentatie over: "2. Elektrisch veld en veldsterkte"— Transcript van de presentatie:

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. Elektrisch veld en veldsterkte Elektrisch veld: beschrijft de invloed van een lading op de ruimte rond die lading.

2 Elektrisch veld en veldsterkte
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 Elektrisch veld en veldsterkte testlading Qt Qb en Qt zelfde lading : afstoting Qb en Qt tegengestelde lading : aantrekking

3 Elektrisch veld en veldsterkte
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 Elektrisch veld en veldsterkte Afhankelijk vorm geleider  verschillende figuren:

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

5 Elektrisch veld en veldsterkte
Homogeen veld 2 evenwijdige geleidende platen, tegengestelde lading  evenwijdige lijnen homogeen veld Veld is overal even sterk In en rond een ringvormige geleider Elektrisch veld en veldsterkte 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

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

7 Elektrisch veld en veldsterkte
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 Elektrisch veld en veldsterkte

8 Elektrisch veld en veldsterkte
2. Elektrische veldsterkte 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 Elektrisch veld en veldsterkte Veldsterkte g = Fz m = grootte van de zwaartekracht op een massa van 1 kg

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

10 Q × = k E r2 Elektrisch veld en veldsterkte Definitie:
b × E = 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). Elektrisch veld en veldsterkte

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

12 Elektrisch veld en veldsterkte
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 Elektrisch veld en veldsterkte

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

14 Q = × E k r2 Elektrisch veld en veldsterkte
3.2 Radiaal veld van een puntlading r2 Q k b × E = 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 Elektrisch veld en veldsterkte

15 Q = × E1 k r12 Elektrisch veld en veldsterkte
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 r12 Q k b × E1 = Elektrisch veld en veldsterkte

16 Elektrisch veld en veldsterkte
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 Elektrisch veld en veldsterkte

17 Elektrisch veld en veldsterkte
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  Elektrisch veld en veldsterkte

18 Elektrisch veld en veldsterkte
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 Elektrisch veld en veldsterkte

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