gedrag geladen balletje in elektrisch veld

Janneke06

Opmerking moderator

Dit onderwerp is afgesplitst van deze huiswerktopic:

Het gaat om een geladen plastic balletje dat ophangt tussen twee evenwijdige vlakke platen die worden opgeladen door een wimshurst-machine

Een homogeen elektrisch veld wil zeggen dat binnen het elektrisch veld de veldsterke overal evengroot is, waar je ook meet. Onze docent heeft wel verteld dat dit in praktijk moeilijk te krijgen is, en dat als het balletje te dicht bij de metalen platen zou komen, hij toch een soort magnetische aantrekkingskracht zal ondervinden.

Is dit juist?

aadkr

lijkt mij een vreemd verhaal

als er in een bepaalde begrensde ruimte een homogeen elektrisch veld aanwezig is wil dit zeggen dat in elk punt van die ruimte de vector van de elektrische veldsterkte E dezelfde grootte en dezelfde richting heeft

als praktisch voorbeeld zou je kunnen nemen het elektrische veld tussen de platen van een vlakkeplaatcondensator die opgeladen is. dit veld is homogeen. hetgeen met behulp van de eerste wet van gauss te bewijzen is

Janneke06

Misschien klinkt het wel vreemd ja

, maar ik heb het wel zien gebeuren. Ik heb, zoals ik in het eerste bericht al schreef, op twee metalen platen een spanning gezet en daartussen heb ik een balletje gehangen. Dat balletje gaf een uitwijking, maar als het balletje te dicht in de buurt kwam van zo'n metalen plaat werd hij er als het waren naartoe getrokken. Om dit te voorkomen heb ik het elektrisch veld moeten verplaatsen met het balletje mee.

Jan van de Velde

Als we er eens rustig over na gaan denken vinden we daar vast wel een aannemelijke verklaring voor. Een geladen balletje is bijvoorbeeld geen puntlading, misschien zit daarin (een deel van) de verklaring.

Maar zo'n zoektocht valt buiten de bedoeling van het huiswerkforum.

ik ga daarom de laatste berichten afsplitsen naar Elektriciteit en Magnetisme.

physicalattraction

Ik kom pas halverwege (sinds de splitsing) invallen, dus weet niet precies waar het over gaat, maar het doet me aan elektroforese denken. Hebben we het hier over?

Jan van de Velde

Het gaat hierom (correct me if I'm wrong):

: veld.gif (10.49 KiB) 863 keer bekeken

Als we het ophangpunt naar links of rechts schuiven blijft de hoek van het ophangtouwtje onveranderd. Het bolletje hangt immers in een -for all practical purposes- homogeen veld. Maar komt het bolletje dichtbij de rechtse plaat, dan wordt het bolletje sterker aangetrokken en slaat het tegen de plaat.

Verklaar.........

Michel Uphoff

Influentie zou ik denken, electrostatic charge polarisation.

: influentie.jpg (19.76 KiB) 848 keer bekeken

Jan van de Velde

Daarmee bedoel je dat de lading op het bolletje ervoor zorgt dat op het stuk plaat in de nabijheid van het bolletje zich meer (in dit geval positieve) lading concentreert en het veld dus eigenlijk minder homogeen wordt naarmate het bolletje de plaat nadert?

Klinkt niet onlogisch.....

Michel Uphoff

Volgens mij hetzelfde principe dat een geladen ballon aan een neutraal voorwerp als een muur laat kleven.

De negatief geladen ballon stoot elektronen in de muur van zich af verder de muur in, en het oppervlak van de muur krijgt hierdoor ter plaatse dus een meer positieve lading.

Omdat de afstand tussen het positieve muuroppervlak en de negatieve ladingen in de ballon nu korter is dan de afstand tussen de negatief geladen ballon en de elektronen in de muur rest per saldo een aantrekkingskracht tussen de tegengestelde ladingen van muur en ballon.

Hier werkt dat m.i. net zo, alleen is het nu het neutrale balletje waarin de elektronen, aan de linkerzijde althans, dieper het balletje ingedreven worden. Rechts werkt het andersom, maar het resultaat is hetzelfde.

Jan van de Velde

voor wie dit in actie wil zien deze applet:

http://phet.colorado.edu/en/simulation/balloons

Anton_v_U

Janneke06 schreef: ↑di 04 jun 2013, 13:34
een soort magnetische aantrekkingskracht

Onjuist, vanwege de formulering: het verschijnsel heeft niets met magnetisme te maken maar met elektrostatische krachten.

Elektrostatische kracht, magnetische kracht en ook gravitatiekracht (zwaartekracht) hebben als overeenkomst dat ze werken op een afstand door een krachtenveld in de ruimte. Als je daar even over nadenkt is dat magisch...

Maar hun oorsprong is totaal verschillend. De uitspraak dat een magnetische kracht een soort zwaartekracht is, is net zo fout.

Ander puntje over de formulering: een homogeen elektrisch veld is niet alleen overal even groot maar het heeft ook overal dezelfde richting.

Janneke06

Bedankt voor alle reacties!

Ondertussen is het verslag af, die over dit PO ging. Uiteraard heb ik het stukje over magnetisch aantrekkingskracht eruit gehaald

Ik vind het toch wel leuk, dat ik nu weet waarom het balletje dit gedrag vertoonde!

Michel Uphoff

Aanvullende overpeinzing:

Kost dat door de negatief geladen ballon afstoten van elektronen verder de muur in, energie of niet?

Bartjes

Michel Uphoff schreef: ↑za 22 jun 2013, 13:56
Aanvullende overpeinzing:

Kost dat door de negatief geladen ballon afstoten van elektronen verder de muur in, energie of niet?

Om daar iets over te kunnen zeggen moeten we - denk ik - preciezer weten over welke situatie en welke energie je het nu hebt.

Anton_v_U

Michel Uphoff schreef: ↑za 22 jun 2013, 13:56
Aanvullende overpeinzing:

Kost dat door de negatief geladen ballon afstoten van elektronen verder de muur in, energie of niet?

Een geladen ballon veroorzaakt een elektrisch veld. Een elektrisch veld is een vectorveld. Ieder geladen deeltje ondervindt een kracht die evenredig is met de veldsterkte ter plaatse in de richting van het veld (of tegen de veldrichting in als het een negatieve lading is).

Pas als die lading beweegt, zal de elektrische kracht arbeid uitoefenen op het geladen deeltje. Dit hangt af van de richting van de beweging, de afstand en de grootte en richting van het elektrisch veld.

Als de arbeid door de elektrische kracht positief is, dan wordt elektrische energie omgezet in mechanische energie (snelheid van het deeltje)

Als de arbeid door de elektrische kracht negatief is, dan wordt mechanische energie omgezet in elektrische energie.

De elektrische energie van een eenheidslading in een elektrisch veld als functie van de plaats wordt potentiaal genoemd. Een potentiaal is een scalar veld. Een veranderende potentiaal veroorzaakt altijd een kracht op een geladen deeltje (nauwkeuriger gezegd: als de gradiënt van de potentiaal niet nul is. By the way: de gradient van de potentiaal IS het elektrisch veld)

Dit is te vergelijken met de afhankelijkheid van zwaarte energie als functie van de hoogte in het zwaartekrachtveld van de aarde.

Het is dus niet zozeer de vraag of het energie kost (energie blijft behouden) maar het is de vraag welke energie omzetting er plaatsvindt.

De elektronen in een isolator (een muur geleidt doorgaans niet) zijn gebonden. Dan is er (gemiddeld) geen beweging en dus (in totaal) geen arbeid en dus ook geen energieomzetting. Wel kracht maar geen beweging => geen arbeid zoals bekend uit de mechanica.

Vrije elektronen zullen tegen de richting van het veld versnellen (negatieve lading). Dan wordt dus elektrische energie omgezet in beweging of, als de elektronen vertragen, beweging in elektrische energie.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

gedrag geladen balletje in elektrisch veld

gedrag geladen balletje in elektrisch veld

Re: gedrag geladen balletje in elektrisch veld

Re: gedrag geladen balletje in elektrisch veld

Re: gedrag geladen balletje in elektrisch veld

Re: gedrag geladen balletje in elektrisch veld

Re: gedrag geladen balletje in elektrisch veld

Re: gedrag geladen balletje in elektrisch veld

Re: gedrag geladen balletje in elektrisch veld

Re: gedrag geladen balletje in elektrisch veld

Re: gedrag geladen balletje in elektrisch veld

Re: gedrag geladen balletje in elektrisch veld

Re: gedrag geladen balletje in elektrisch veld

Re: gedrag geladen balletje in elektrisch veld

Re: gedrag geladen balletje in elektrisch veld

Re: gedrag geladen balletje in elektrisch veld