Elektrische veiligheid

1
Elektrische veldkracht
2
De veldkracht
Heel kleine lading
3
De veldkracht
Heel kleine lading
Een even grote kracht op
de eerste lading
4
De veldkracht varieert met de
afstand r
r
5
Elektrische veldkracht
6
Elektrische veldlijnen
Zwak veld
Sterk veld
Waar de veldlijnen dicht bij elkaar lopen is de kracht het grootst
Waar de veldlijnen dicht bij elkaar lopen is dus ook de veldsterkte het grootst
7
Homogeen veld
Homogeen veld
De veldlijnen lopen evenwijdig
Het veld is overal even sterk
De veldsterkte is constant
8
FE  C
Q1  Q2
r2
Homogeen veld
Hoe maak je een homogeen veld?
Geleidende platen
Veld
Spanningsbron
9
Q Q
V
FE V C 1 2 2
m
r
m
Veldsterkte
Hoe sterk is het veld?
Veldsterkte
U
E
d
Grote afstand d 
kleine veldsterkte
eenheid
Grote spanning U 
grote veldsterkte
10
Q Q
V
FE V C 1 2 2
m
r
m
Veldsterkte
Voorbeeld
Veldsterkte
U
E
d
Gegeven
U = 50 V
d = 10 cm
E
Om een vonk te
krijgen in de lucht is
een veldsterkte
nodig van
3.000.000 V/m
U 50
V

 500
d 0,1
m
Is dit veel?
11
Q Q
V
FE V C 1 2 2
m
r
m
Veldsterkte
Voorbeeld
U 50
V
E 
 500
d 0,1
m
We zetten een
bolletje met een
lading van Q = 4 mC
in het veld
FE  Q  E 
4 10 3  500  2,0 N
Is dit veel?
De lading
ondervindt een
kracht FE
De formule is:
FE  Q  E
Grote lading 
grote kracht
Grote veldsterkte 
grote kracht
12
Q Q
V
FE V C 1 2 2
m
r
m
Veldsterkte
Voorbeeld
FE  Q  E 
4 10 3  500  2,0 N
Is dit veel?
Neem aan dat het
bolletje een massa
heeft van 1 g
Het bolletje krijgt
dan een versnelling
FE

m
2,0
m
 2000 2
3
1 10
s
a
Is dit dan veel?
Als je uit het raam
springt krijg je een
versnelling van
10 m/s2
Iedere seconde
neemt de snelheid
met 10 m/s toe
13
Q Q
V
FE V C 1 2 2
m
r
m
We versnellen nu
een proton:
Q = 1,6.10-19 C
m = 1,672.10-27 kg
U 50
V
E 
 500
d 0,1
m
FE  Q  E
FE  Q  E 
1,6 10 19  500
 8,0 10 17 N
Dit lijkt niet zo veel
Maar het effect is
wel erg groot
Veldsterkte
Nog een voorbeeld
We berekenen de
versnelling
a
FE
m
FE
a

m
8,0 10 17

 27
1,672 10
10 m
4,78 10 2
s
Het proton treft de
andere plaat na
1,0 μs met een
snelheid van
98 km/s !!
14
FE  C
Q1  Q2
r2
Veldsterkte
Oorzaak
Gevolg
Spanning veroorzaakt veldsterkte
U
V
E  eenheid
d
m
Veldsterkte veroorzaakt een kracht
Twee eenheden!!
FE
N
E
eenheid
Q
C