Fysica: elektrische interacties

In de kern van elk atoom zitten protonen (+-lading) en neutronen (geen lading) en rond de positieve kern bevinden zich de elektronen, die negatief geladen zijn.

De elektrische lading Q van een voorwerp wordt uitgedrukt in Coulomb.

De elementaire lading is de grootte van de lading van een elektron of proton: 1,60 × 10^-19.

Voorwerpen die elektrisch geladen zijn oefenen een kracht op elkaar uit:

• Tegengestelde krachten (+/-) trekken elkaar aan.

• Gelijke krachten (++ OF - -) stoten elkaar af, pijlen staan dan in de tegengestelde richting.

1.1.2 - Geleiders en isolatoren

Vrije elektronen zijn elektronen die niet gebonden zijn aan een atoom, als dit gebeurt komt er een positief ion vrij: dit is ionisatie. Enkel elektronen kunnen vrijkomen, protonen en neutronen zitten vast in de kern.

Als een stof veel vrije elektronen heeft, geleidt ze heel gemakkelijk elektrische stroom. Deze stoffen heten geleiders: ijzer, zilver, koper..

Als de elektronen sterk gebonden zijn aan een atoom, zijn er weinig tot geen vrije elektronen en geleidt de stof dus slecht, dit zijn isolatoren: hout, kunststoffen, isomo..

1.1.3 - Aarding

Als een geladen geleidend voorwerp elektrisch contact maakt met de grond, wordt haar lading overgedragen aan de aarde. Dit proces heet aarding, bij een + geladen voorwerp vloeien de elektronen naar boven vanuit de aarde, bij een - geladen voorwerp vloeien de elektronen naar de aarde en wordt de stof neutraal.

Bij een geladen isolator is het resultaat altijd neutraal: bij een teveel aan elektronen gaan ze namelijk via de aarde weg en bij een positief geladen isolator komen er elektronen van de aarde naar boven.

1.1.4 - Laden en ontladen door contact en wrijving

Als een geleidend voorwerp negatief is, stoten de ladingen elkaar af en gaan ze zich zo ver mogelijk van elkaar verspreiden. Als twee geladen voorwerpen contact maken, gaat de leiding van de ene naar het andere voorwerp over tot ze gelijk verdeeld zijn. Als je ze dan van elkaar verwijdert zijn ze beiden positief OF negatief geladen.

Bij isolatoren moet je de voorwerpen tegen elkaar wrijven om te zorgen voor elektronenoverdracht, het ene voorwerp wordt positief en het andere wordt negatief.

Tribo-elektrische reeks:

De voorwerpen die bovenaan zijn geven elektronen af en zijn dus positief, de voorwerpen onderaan nemen elektronen op en zijn dus negatief.

Ontlading:

Ontlading is het proces waarbij geladen voorwerpen hun lading afgeven. We kijken naar de bliksem:

• In een wolk botsen watermoleculen en er ontstaat een positieve helft en een negatieve helft in de wolk.

• De negatieve helft van de wolk trekt de positieve ladingen in de grond aan en omdat dit zo snel gebeurt ontstaat er een vonk.

1.1.5 - Laden door elektrische influentie

• Je kunt een voorwerp positief maken met een negatief geladen staaf, als je het neutrale voorwerp ermee aanraakt krijg je een positieve en negatieve kant. Bij contact met de grond stromen de elektronen weg en krijg je een positief voorwerp. Het omgekeerde is ook waar.

1.2 - Krachten tussen ladingen:

Dit zijn veldkrachten, deze kracht is groot in vergelijking met bijvoorbeeld de zwaartekracht. De krachten die ze op elkaar uitoefenen is de Coulombkracht (Fc).

De kooi van Faraday: binnen een gesloten metalen voorwerp is het elektrisch veld = 0.