2.1 lading

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

Vandaag 2.1

Uitleg

Demo

Opdrachtjes inleveren via foto

Herhaling

De weerstand van een draad hangt af van 3 factoren:

1. lengte
2. oppervlakte vd doorsnede
3. soort materiaal (de soortlijke weerstand)
4. (En temperatuur, meeste draden hogere weerstand als ze heet worden)

2.1 Lading

Lesdoelen:

• Statische elektriciteit
• Demonstratie!
  
• verband tussen stroom spanning en lading

Statische elektriciteit

Als twee voorwerpen over elkaar wrijven wordt een voorwerp elektrisch geladen, het voorwerp is statisch

1. Het voorwerp trekt andere voorwerpen aan.
   
2. Er kunnen vonkjes overspringen. Die kun je horen (als geknetter) en zien / voelen.

2 soorten lading

• Materie, opgebouwd uit atomen: positieve (+) en negatieve (-) lading

• Neutraal voorwerp:  evenveel  + als - lading
  

Neutron

• Kern
  
• Niet geladen
  
• Kan niet verplaatsen
  

Proton

• Kern
• Positief geladen
  
• Kan niet verplaatsen
  

Elektron

• Negatief geladen
  
• Kan verplaatsen
  

Elektronen

• Geladen voorwerp krijg je door bijvoorbeeld met een doek of ballon te wrijven.
• Door wrijving springen elektronen                                               (deze zitten in de schil) over.
• Protonen bewegen niet                                                                             in een vaste stof.

Elektroscoop

https:

Lading [Coulomb]

Eén elektron heeft een negatieve lading van:

zie BINAS T7

De lading van een elektron is dus erg klein. Met een verhoudingstabel kunnen we uitrekenen hoeveel elektronen samen één coulomb aan lading vormen: 

e=−1,602⋅10​−19​​ C

Lading en stroomsterkte

Q = lading [C]

I = stroomsterkte [A]

t = tijd [s]

stroomsterkte (I) = hoeveelheid lading die in een bepaalde tijd door de schakeling stroomt. 

De ampère [A] = coulomb per seconde [C/s].

Q=I⋅t

I=​t​​Q​​

                       Demonstratie

Hoeveel elektronen passeren er per seconde als je een stroom van 0,25A meet? Bereken eerst de totale lading met Q = I x t

Bereken dit in je schrift.

Hoeveel elektronen passeren er per seconde als je een stroom van 0,25A meet? bereken eerst de totale lading met Q = I x t

gegeven: 

I = 0,25A en de lading van 1 elektron is q = 1,6 x 10^-19C

 formule:

Q = I x t 

gevraagd:

 Q = ... C ? & aantal elektronen

uitwerking: 

t = 1 s 

Q = I x t = 0,25 x 1 = 0,25 C

aantal elektronen = totale lading (Q) / lading 1 elektron (q)

aantal elektronen = 0,25 : 1,6 x 10^-19 = 1,5625 x 10¹⁸

2.1 Samenvatting

• Geladen voorwerp krijg je door wrijving
• 2 soorten lading: positieve en negatieve.
  
• Alleen, de negatief geladen, elektronen kunnen van een voorwerp naar een ander voorwerp bewegen
• lading van een elektron q = - 1,6*10^-19 C
  
• Hoeveelheid lading  Q die door draad stroomt reken je uit met  Q = I * t

Reminder: Meterkast opdracht

Maak een foto van je meterkast thuis en zet daarin waar: de hoofdschakelaar, aardlekschakelaar, groepszekeringen en de energiemeter, zitten.  Stuur naar email (zie Teams)

Beantwoord de vragen:

-  leg uit hoe een zekering werkt

- wat is het verschil tussen kortsluiten en overbelasting

- waarom wordt een draad warm als er stroom doorheen gaat

- lees de kWh meter af, hoeveel energieverbruik geeft die nu aan?

  

Overzicht alle hw opgaven

2.1: 5, 10 

2.2: 13abcd 

2.3: 14, 16, 18, 19ab, 20 

2.4: 23, 27, 31 

2.5: 37

2.6: 44, 45ab, 48, 49 

2.7: 51

Opgave 3

Er staat een spanning van 20 V over een lampje. Na 5,0 seconden is er 1,0 coulomb aan lading door de draad gestroomd.

a. Bereken de stroomsterkte.

b. Bereken hoeveel energie er per seconde door de draad stroomt.

c. Bereken hoeveel energie elk elektron afgeeft als het door het lampje stroomt.

Opgave 4

Bij een blikseminslag verplaatst zich 0,75 C aan lading in 8 ms van een wolk naar de aarde. De spanning tussen wolk en aarde is gemiddeld 75 MV.

a. Bereken hoeveel elektronen er verplaatst zijn.

Bereken de stroomsterkte van de blikseminslag.

b. Bereken hoeveel energie is vrijgekomen bij de inslag. Gebruik hiervoor het antwoord van vraag a.

opgave 1

a. Omschrijf: stroomsterkte

b. Een negatief geladen voorwerp heeft een overschot / tekort aan elektronen. (Geef aan wat het juiste antwoord is.) 

c. Vul in: In een elektrische schakeling loopt de elektrische stroom altijd van ………. naar ………. en de elektronen van ...... naar ........

Opgave 2

Er stoomt 200 mA aan stroom door een stroomdraad.

a. Bereken hoeveel coulomb er per minuut door de draad stroomt.

b. Bereken hoeveel elektronen er per minuut door de draad stromen.

Opdrachten inleveren