Ik weet ... Binnenin de bol is de arbeid nul...Binnenin de bol is de veldsterkte nul

dus dacht ik  er is ook geen veldkracht in de bol... trouwens veldkracht is toch hetzelfde als Coulombkracht niet?  En de potentiaal in een bol is niet nul... maar dat kan ik maar niet vatten, kan iemand me hulp bieden?

Groetjes, Renée

Dag Renée,

Er is wel Coulombkracht binnen die bolschil, of beter, er zijn triljarden afzonderlijke Coulombkrachtjes binnenin die bol. Wiskundig kan aangetoond worden dat op om het even welk punt binnen die bolschil de resultante van al die Coulombkrachtjes 0 is.

Dat een proeflading dus netto geen kracht ondervindt, betekent tevens dat er ook geen elektrisch veld is in de bol.

De potentiaal in de bol is dezelfde als die aan de buitenkant van de bol. Op zich ook weer heel logisch, want een potentiaalverschil zou betekenen dat er wél een elektrisch veld is, een potentiaalverschil zou een proeflading doen willen bewegen. En we hadden net gezien dat een proeflading binnen in die bol géén nettokracht ondervindt.

 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/potsph.html

De potentiaal in de bol kan dus niet verschillen van die aan de rand van de bol. Dus is er wel degelijk een potentiaal. Maar die is overal in de bol gelijk.

Groet, Jan

....aan de buitenkant van de bol....

bedoel, je dan boloppervlak of een punt buiten de bol?

ik kan het nog altijd niet vatten (van die potentiaal, de rest wel al)

Een potentiaalverschil is toch hetzelfde als spanning niet? Dan begint je uitleg stilletjes aan door te dringen... Kun je eens met eenvoudige woorden uitleggen wat potentiaal is, ik heb het wel staan in mn natuurkundeboek maar ik zou graag eens een andere willen hebben, misschien versta ik het dan beter...

Groetjes Renée

met de buitenkant van de bol bedoel ik de schil van de bol. Inderdaad wat ongelukkig uitgedrukt.

Laten we op die bol eens een positieve lading zetten. Een positieve testlading ergens een eind van de bol vandaan ondervindt dus een netto coulombkracht van het middelpunt van de bol vandaan. Er is dus een elektrisch veld waarvan we de richting kennen. Als we nou arbeid gaan verrichten op onze testlading, door de testlading tegen die Coulombkracht in richting de bol te duwen, dan verandert de energietoestand van de testlading naarmate hij de bol dichter nadert . Onze arbeid (W=F·s) wordt omgezet in elektrische potentiële energie, de elektrische potentiële energie neemt dus toe, of, met andere woorden, de potentiaal neemt toe naarmate we de bol naderen.

Dit gaat goed tót aan de schil van de bol. Laten we nou eens aannemen dat we onze testlading dóór de schil heenduwen. Hier is ineens geen NETTO coulombkracht meer, dus ook geen elektrisch veld. Wat voor arbeid we ook uitoefenen op onze testlading, de elektrische potentiële energie verandert niet meer zolang we binnen de bol blijven. Met andere woorden. de potentiaal verandert niet meer zolang we binnen de bol blijven.

Dus naarmate we van buitenaf die bolschil naderden nam de potentiaal steeds toe, tot een maximum op de bolschil zelf, en daarna doorgaand tot binnenin de bol VERANDERDE HIJ NIET MEER. Ergo, de potentiaal binnenin de bol is gelijk aan de potentiaal op de schil.

en dan voor een beeld van dit potentiaalverloop even dat grafiekje erbij pakken van die hyperphysics-link die ik gaf. (Het Engelse sybool voor de grootheid potentiaal is niet net als bij ons U, maar V)

Duidelijk?

Ja.

Het zijn twee namen voor hetzelfde beest. Een lading die beweegt in een elektrisch veld zal dus van de ene toestand van elektrische potentiële energie (= potentiaal) naar een andere toestand van EPE gaan. Het doorloopt dus een potentiaalverschil, een verschil in EPE tussen de ene plaats t.o.v. een lading en de andere plaats t.o.v. die lading. Als er tussen twee plaatsen geen potentiaalverschil is, zal een lading ook niet de neiging hebben zich te verplaatsen.

Je kunt dit hele verhaal gerust vergelijken met het zwaartekrachtverhaal. De principes zijn gelijk, de formules lijken als twee druppels water op elkaar. Het enige verschil is dat zwaartekracht alleen maar aantrekkend werkt. Breng je eigen massa omhoog met een raketmotortje (je verricht arbeid op die massa) dan neemt de potentiële energie toe (W=m·g·Δh) dus zou je ook kunnen zeggen dat je potentiaal verandert. Een deel van de energie van de raketmotor gaat op aan kinetische energie, een ander deel aan hoogte-energie.

Een bal op een horizontale tafel zal niet spontaan gaan rollen, want er is geen verschil in potentiële energie tussen de ene en de andere plaats op tafel. Haal de barriëre weg (die tafel) en je bal dondert naar beneden, naar een toestand van geringere potentiële energie.

En stel dat de aarde hol was, haar massa geconcentreerd in een dunne korst. Graaf een gat door die korst en duw je erin, binnenin zweef je ongecontroleerd rond. Er is dan geen netto zwaartekracht meer, het zwaartekrachtveld is 0. Maar je potentiële energie t.o.v.  de korst verandert niet: alle arbeid die bijvoorbeeld een raketmotortje op je uitoefent komt ten goede aan je kinetische energie.

leuke vergelijking! Ik denk(*) dat ik het nu nooit meer vergeet...

Groetjes, Renée

(*)hoop