Elektrische verschijnselen Hoofdstuk 1

Inleidende proeven Er is een krachtwerking die onafhankelijk is van massa. Deze krachtwerking noemen we de “elektrische” krachtwerking, naar het griekse elektron, (barnsteen). Deze krachtwerking moet “geactiveerd” worden. Werkt alleen bij sommige materialen. Sterkte van krachtwerking is afhankelijk van afstand.

Model voor elektrische wisselwerking Er zijn twee soorten lading : positieve en negatieve. Lading kan niet verschijnen of verdwijnen (behoud van lading). Gelijksoortige ladingen stoten af, verschillende ladingen trekken aan. De oorzaak van elektrische verschijnselen is scheiding van lading.

Geleiders en isolatoren Materialen kunnen opgesplitst worden naarmate elektrische eigenschappen: Geleiders: ladingen hebben grote mobiliteit. Isolatoren: ladingen hebben geen tot weinig mobiliteit. Halfgeleiders: gedragen zich onder bepaalde omstandigheden als geleiders, onder andere als isolatoren.

Microscopische verklaring Materie bestaat uit atomen. Atomen bestaan uit positieve kern en negatieve elektronenwolk. Atomen zijn elektrisch neutraal (evenveel + als -) Valentie-elektronen zorgen voor chemische en elektrische eigenschappen.

Geleiders GELEIDERS Weinig valentie-elektronen. Positieve ionen in rooster samen-gehouden door “elektronenwolk”. Elektronen niet gebonden aan één ion, kunnen vrij doorheen rooster bewegen.

Isolatoren Bijna gevulde valentieschil. Covalente bindingen. Elektronen niet mobiel, geen vrije ladingsdragers.

“Laden” van voorwerp Negatief laden : elektronen toevoegen. Negatief geladen : te veel aan elektronen. Positief laden : elektronen afnemen. Positief geladen : te weinig elektronen. Bij isolator blijft lading lokaal. Bij geleider : lading wordt verdeeld over oppervlakte.

Elektrische inductie bij geleiders Bij naderen van geleider met geladen voorwerp verschuiven elektronen. Hierdoor ontstaat aan één kant een netto positieve lading, aan andere netto negatieve lading (voorwerp in geheel blijft neutraal !!!). Resultaat : aantrekking.

Elektrische inductie bij isolatoren Bij naderen van isolator met geladen voorwerp vervormt elektronenwolk individuele moleculen. Hierdoor ontstaat aan één kant een netto positieve lading, aan andere netto negatieve lading (molecule in geheel blijft neutraal !!!). Resultaat : aantrekking.

Aarding Aarde = gigantische geleider. “Vat van elektronen”. Geladen voorwerp verbinden met aarde zorgt dat lading verdwijnt.