fysica Flashcards
wet v. Coulomb
F = Q1 x Q2 / 4πεr^2
- betekenis
- F = kracht = vector
- Q = lading uitgedrukt in Coulomb
–> alle voorkomende ladingen = veelvoud van elementaire e lading
- π = pi
- ε = epsilon = constante (gegeven)
- r = straal - kenmerken
- gelijke ladingen stoten elkaar af <=> tegenovergestelde
- F ≈grootte v/d ladingen
- F omgekeerd evenredig met straal
- meerdere ladingen = vector som mogelijk
elektrische veldvector
= eletrische aantrekkingskracht van een lading op elk punt
kracht werking tussen 2 geladen deeltjes kan niet beschouwd worden als rechtreekse ogenblikkelijke werking
1. lading Q1 verwekt in de ruimte een elektrisch veld
2. dit veld heeft effect op lading Q2 = uiting van een kracht F
3. omgekeerd geld hetzelfde voor Q2 op Q1
symterische toestand: lading Q1 <=> veld <=> lading Q2
veld = uitgedrukt in E
–> lijnen = positieve puntvormige eenheidslading ondervindt
E = F/Q
elektrische potentiaal
= elektrische potentiaal verschil tussen 2 punten is de arbeid die een uitwendige kracht moet uitoefenen omo de positieve eenheidslading van A naar B te brengen
- V = W / Q0
- SI-eenheid = Volt V = 1 J/C joule per coulomb
- onafhankelijk van afgelegde weg - kenmerken
- elektrische potentiaal op afstand oneindig = 0
- V > 0 bij positieve lading
- V < 0 bij negatieve lading
- alle punten met zelfde elektrische potentiaal = equipotentiaal oppervlak
- arbeid over dit opp = 0 - veltsterkte
- El = -dV/dL
- volt per meter
elektromotorische kracht
= EMK = batterijen & elektrische generatoren zijn in staat om potentiaal verschillen te behouden wanneer die opgenomen worden door een elektirsche stroomkring
- symbolen
- negatief = lage potentiaal = dikke korte
- positief = hoge potentiaal = lage dunne - formule
- ε = W / Q
- W = positieve arbeid op een positieve lading
- onbelast = V hoge potentiaal - V lage potentiaal = ε
- verbonden = in elk punt een elektrisch veld
elektrische stroom
- elektrisch veld
- veroorzaakt een elektronen beweging in de richting van -E (richting gebaseerd op positieve lading)
- E = verschil in V / verschil in L
- als V = cte dan i = q/t
–> i = stroom vergesteld als A ampère = C/s - snelheden
- i = driftsnelheid = gemiddelde snelheid in riching van het veld
- ogenblikkelijke = effectieve snelheid van e- met vele botsingen
- richting = van een bewegende positieve lading
stroomdichtheid
= J
- geeft stroom per eenheid van oppervlakte doorsnede aan
- vectoriele grooteheid
1. de richting bepaald door bewegingsrichting van positieve ladingsdragers
2. grootte bepaald wordt door j=di/DA
–> stroom / opp
- algemene afspraken stroom & spanning
- positieve pool van EMK hoger potentiaal
- convectionele stroomzin van + -> -
- gelijkstroombronnen = gelijkstroom met zelfde richting
- wisselstroombronnen = wisselspanning met continu andere polen
elektrische weerstand
- weerstand
- weerstand R = potentiaal verschil van een stroom die over een materiaal vloeit
- R = verschil in V / i
- SI-eenheid = 1ohm Ω = 1V/A
- 0,5 MΩ bij droge huid, 10KΩ bij vochtige houd - soortelijke weerstand ρ
- E / j = AR / L = ρ
- onafhankelijk van geometrie
- goede geleiders = 10^-7 = metalen
- isolatoren = 10^16 - geleidbaarheid
- Ω = 1/ρ
wet van Ohm
- materialen
- weerstand R constant afhankelijk van spanning: R = V/i
- enkel bij metalen = geleiders
- niet bij halfgeleiders = dioden - 1 ohmse weerstand
- stroom op kring: i = ε/R
- kringtheorema van Kirchhoff
–> door EMK = geen potentiaal verschil over gehele kring
–> ε = iR
energieoverdracht in enkelvoudige kring
- energie
- W = εQ = εit
- wet van behoud van energie = energie moet ergens naartoe
- in weerstand wordt potentiaal omgezet in warmte - joule-effect
- elektonen botsing = thermische vibratie
- meer botsingen bij hogere weerstand
- thermodynamisch omkeerbaar - snelheid van overdracht
- P = R x i^2
- P = vermogen uitgedrukt in Watt
weerstanden in netwerk
= toepassing kringtheorema van Kirchhof
- serie
- ε = iR1 + iR2 + iR3
- i = ε / R1 + R2 + R3
–> i = ε / R dus R = R1 + R2 + R3 - parallel
- verdeling van stromen
- i = i1 + i2 + I3
- junctietheorema van Kirchhoff
- i1 = ε/R1, i2 = …
- 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
vlakke plaatcondensator
- condensator
- 2 evenwijdige platen met lading
- gescheiden door condensator
- verbinden op EMK = vorming van potentialen
- condensatoren laden op tot maximale capaciteit - elektrisch veld tussen platen: E = Va-Vb/d
- capaciteit van condensator: C = q/Va-Vb
- uitgedrukt in Farad: 1F = 1C/V
materiaal tussen condensator
= dielektricum
- capaciteit van condensator: C = q/Va-Vb
–> wordt V = ε0S/d = C0k
- k = kappa = evenredigheidsconstante
–> afh van materiaal - gevolg
- toename van capaciteit condensator & lading op platen
- door afzwakking elektrisch veld door slechte geleider
condensatoren in elektrisch systeem
ε = q/C
- condensatoren in serie
- ε = (Va-Vb) + (Vb-Vc) + (Vc-Vd)
- ε = q/C1 + q/C2 + q/C3 - condensatoren in parallel
- q = q1 + q2 + q3
- C = C1 + C2 + C3
RC-keten
- opladen van condensator
- afh van capaciteit
- stroom i in begin tot als condensator vol zit
- lading q stijgt progressief met vulling van condensator - kringtheorema van Kirchhoff
Cε - q(t) / Cε = e^-t/RC - ontladen van condensator
- teruglopen van stroom naar evenwicht
- geen energie levering
q(t) / Cε = e^-t/RC
𝜏 = 𝑅𝐶 = zelfde tijdsconstante
opladen & ontladen bij grotere capaciteit of weerstand = trager
wisselspanning
- sinusoïdaal verloop
- V(t) = V0sin(𝜔𝑡+𝜙)
- V0 = amplitude
- t = periode
- f = frequentie = 50Hz in europa
- hoekfrequentie = 𝜔 =
2𝜋𝑓
- faseconstante 𝜙 = fasehoek bij t = 0 - spanningsfasor & stroomfasor
- andere amplitudes
- in fase = gelijke hoeken
