Tentamenvraagjes over elektriciteit

flawfert

Hallo allemaal,

Ik heb morgen een tentamen over elektriciteit en magnetisme, nou kijk ik een oud tentamen door maar ik kan op een paar vragen geen antwoord bedenken. Kortom ik heb jullie hulp nodig, hier komt het:

Informatie :

Het elektrisch veld tussen twee geleidende platen waarvoor geld dat het oppervlak van de platen (A) veel groter is dan hun onderlinge afstand (d) en waarbij de platen een gelijke maar tegengestelde lading dragen is uniform en bedraagd :

(sorry weet niet hoe je formules kan invoeren kon het ook niet zo snel vinden)

E = σ/ε0

σ = lading per eenheid oppervlak

Vragen :

1) Als we de platen op een onderlinge afstand van 1 cm plaatsen, tot welk voltage kunnen we de platen dan opladen voordat er doorslag optreedt. Lucht begint elektriciteit te geleiden bij elektrische veldsterktes van 3*10^6 N/C

Ik heb de capaciteit uitgerekend en kom uit op C=ε0 * A / d (A = oppervlak)

Maar echt veel verder kom ik niet, ik snap niet hoe ik vanuit de capaciteit naar elektrisch veld reken. Ik kan wel het voltage uitdrukken een constante en oppervlak en lading en vanuit hier zou je dat mogen differentieren naar de afstand tussen de twee platen. (dV=E.dr) Maar V bevat geen component hiervan..

2)

Indien we een batterij verbinden met een spanning U, welke versnelling ondervindt een electron dan als hij in het midden tussen de platen wordt geplaatst?

T'zelfde probleem ik kan niet tot het elektrisch veld komen. Zou ik dat wel kunnen dan kun je F = qE F=ma combineren en weet je de versnelling.

Rov

De sleutel tot deze tot deze opgaves zit in deze paar formules.

Het elektrisch veld is

\(E = \frac{\sigma}{\varepsilon_0} = \frac{Q}{A \varepsilon_0}\)

Het potentiaalverschil (spanning) is:

\(\Delta V = E \cdot d = \frac{Qd}{A \varepsilon_0}\)

met d de afstand tussen de platen.

Probeer het nu nog eens. Je kan nu telkens de spanning eruithalen bij een gegeven elektrisch veld en andersom.

flawfert

Ik heb een voorlopig antwoord op vraag 1)

Het elektrisch veld van een oneindige plaat heeft een constant elektrisch veld (in grootte) haaks op de plaat.

Het elektrisch veld van de plus en min zullen elkaar versterken dus:

E = 2 * Q / A * ε0

3*10^6 * A * 8,854 187 816 × 10-12/2 = Q

Invullen in C= Q / V geeft : 1.33 * 10^-5 * A / V = C

We weten C via C=ε0 * A / d

C = 8.854*10^-10 * A = 1.33 * 10^-5 * A / V

V = 1.5 * 10^14

Klinkt op zich helemaal niet slecht, waarde klopt denk ik wel in grootte want het kost verdomd veel energie om lucht te ioniseren.

Nou vraag 2 nog pi.gif

flawfert

RoV bedankt voor je reactie, was net ietsje te laat maar toch.. pi.gif

Ik ben eruit, ik snap het en wil er niet meer over nadenken.

Rov

Voor vraag 1:

Wat dacht je van

\(\Delta V = E \cdot d\)

?

Vraag 2:

F = ma = qE dus a = qE/m

Hierin is q de lading van het elektron en m de massa van het elektron. E = V/d dus

a = (qV)/(md)

Jan van de Velde

V = 1.5 * 10^14

Klinkt op zich helemaal niet slecht, waarde klopt denk ik wel in grootte want het kost verdomd veel energie om lucht te ioniseren.

En wat dacht je van de doorslagspanning van lucht bij atmosferische druk?

Spoiler: [+]: ca. 30 kV/cm

Rov

flawfert schreef:Het elektrisch veld van de plus en min zullen elkaar versterken dus:

E = 2 * Q / A * ε0

Hier zit je fout, dat mag niet. Er is loopt maar een elektrisch veld en dat loopt van + naar -.

flawfert

Hier zit je fout, dat mag niet. Er is loopt maar een elektrisch veld en dat loopt van + naar -.

Ja maar je mag elektrische velden bij elkaar optellen. En aangezien de negatieve en de positieve plaat een lading heeft moet je die velden bij elkaar optellen om het volledige elektrisch veld te krijgen.

Als je uitrekent wat het elektrisch veld van een 1 oneindige plaat is krijg je de helft van wat gegeven is op het tentamen.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Tentamenvraagjes over elektriciteit

Tentamenvraagjes over elektriciteit

Re: Tentamenvraagjes over elektriciteit

Re: Tentamenvraagjes over elektriciteit

Re: Tentamenvraagjes over elektriciteit

Re: Tentamenvraagjes over elektriciteit

Re: Tentamenvraagjes over elektriciteit

Re: Tentamenvraagjes over elektriciteit

Re: Tentamenvraagjes over elektriciteit