N.G. 10.2 Elektrische energie

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

10.1 Afronden

Uitleg opgave 4b

Uitleg opgave 4c

Opgave 5, 6

Opgave 5: bekijk video uitleg

Opgave 6: bekijk uitwerkingen

let op: parallellogram methoden komen weer terug!

Klopt nu alles?

• Het metalen blikje is een geleider en daarmee is ook het aantrekken van het neutrale blikje verklaard.
• Maar ..
• De muur is neutraal en een isolator en toch trekken de muur en de ballon elkaar ook aan ..
• .. wordt vervolgd

Klopt nu alles?

Ja, dit verschijnsel wordt inductie (beïnvloeding) genoemd. Het geladen voorwerp beïnvloed het neutrale voorwerp (zowel geleiders als isolatoren).

Er zijn verschillende vormen van inductie:

• Deze vorm kunnen we elektrostatische inductie noemen.
• De magneet op de ijskast is magnetische inductie
• In 10.6 wordt elektromagnetische inductie behandeld.

De eerste twee worden niet behandeld in het boek, maar  behoren wel tot de lesstof  voor het examen. (En verklaren alledaagse verschijnselen.)

10.2 Elektrische energie

Deeltje versnellen

• Beginsnelheid is verwaarloosbaar
• Arbeid door elektr. veld is q . U
• Dus ½.m.veind2 = q . U
• MEGA belangrijke formule
• en EENVOUDIG!
• Maak hiervan een punten machine!
• Ook toegepast voor vertragen (zie opgave 11)

Verband E en U

• Kracht is q . E (volgens definitie E = F / q)
  
• Afstand tussen de platen is Δx
• Arbeid door elektr. veld is dus W = q . E . Δx
• (Ik gebruik hier arbeid W om twee letters E te voorkomen voor elektr.veld en energie.)
• U = E . Δx (volgens definitie U = W / q)
• De spanning tussen twee punten geeft de arbeid die het veld verricht als lading van het ene naar het andere punt gaat.
  
• De veldsterkte geeft de kracht die een lading ondervindt op een positie.

Begrijp de eenheid van veld E

[E] = N/C:

• Kracht per lading: Op een positie in veld E ondervindt een 2x grotere (proef)lading geeft 2x grotere kracht.

[E] = V/m:

• Spanning per afstand: Een 2x grotere afstand tussen platen met spanning U geeft een 2x kleinere veldsterkte. (De arbeid verricht op een lading die van de ene plaat naar de andere gaat blijft gelijk: De kracht wordt 2x kleiner en de afstand 2x groter. Daarom komt de afstand tussen de platen niet voor in de energieberekening van de verrichte arbeid W  = q . U.)

Als je de eenheden N/C en V/m omzet naar grondeenheden dan zie je dat ze gelijk zijn:

[E] = N/C = V/m.

Een handige energie eenheid

• Bij energie in huis is het handig om met energie eenheid kWh te werken: de energie nodig om een apparaat van 1 kW een uur aan te laten staan.
• 1 kWh = 1 . 103 . 3600 = 3,6 . 106 J
• Bij deeltjes is het handig om met de energie eenheid eV te werken: de (kinetische) energie die een deeltje met lading e krijgt (of verliest) als het een spanningsverschil van 1 V doorloopt.
• 1 eV = 1 . 1,60 . 10-19 . 1 = 1,60 . 10-19 J (ken je dit getal al uit je hoofd?)

Huiswerk

Bestudeer paragraaf 10.2

Maak opgaven 9, 11, 12