Dag Lincy,

Ik zal proberen om korte antwoorden te geven. Desalniettemin zal het een lang verhaal worden. Misschien voldoende dat het ineens op zijn plaats valt voor je. Zo niet, vraag dan gerust door.....

 In mijn boek worden het elektrisch- en magnetisch veld behandeld. Nu ben ik een beetje in de war. Wat is nu het verschil tussen deze twee.

 Rond (stilstaande) elektrische lading bestaat er een elektrisch veld, zo'n beetje als het zwaartekrachtveld rond een planeet: je ziet het niet, maar je merkt het doordat er krachten worden uitgeoefend. Hang twee ballonnen naast elkaar op aan touwtjes, en ze zullen verticaal naar beneden hangen. Wrijf ze allebei goed langs je wollen trui, allebei krijgen ze een negatieve elektrische lading. Ze stoten elkaar af.

speel eens wat met deze applet: http://phet.colorado.edu/en/simulation/balloons

Hang twee stroomdraden naast elkaar, en dat elektrisch veld is niet merkbaar; in elke draad zitten namelijk net zoveel negatieve elektronen als positieve protonen. Dat heft elkaar op, allebei de draden zijn neutraal. De draden trekken elkaar niet aan, stoten elkaar niet af.

Zodra die lading gaat bewegen (er gaat een stroom door de draden lopen) ontstaat er rond die bewegende elektrische lading een magnetisch veld. Vraag me niet waarom; dat weten we namelijk niet. Afhankelijk van de richting van de stroom in beide draden zullen de draden elkaar aantrekken of afstoten. En je kunt de draden ook beïnvloeden met een staafmagneet.

In het kort: een elektrisch veld rond stilstaande lading, een magnetisch veld rond bewegende lading

Ook ben ik in de war met de formules ΔE(el)=q.U en E=F(el)/q

 Die twee hebben (gek genoeg) niet zoveel met elkaar te maken als op het eerste gezicht lijkt. Het gaat namelijk om andere E's........ (sorry, natuurkundigen zijn in het verleden wel eens een beetje slordig geweest met het kiezen van afkortingen voor grootheden)

Met de eerste bereken je hoeveel elektrische E-nergie vrijkomt of opgewekt wordt als een hoeveelheid lading een zeker potentiaalverschil doorloopt. Stel, er stroomt 2 coulomb lading van de van de ene pool naar de andere van een 1,5 volts staafbatterijtje, dan komt er 2 x 1,5 = 3 joule aan elektrische energie vrij, waarmee je dan iets kunt opwarmen, of laten bewegen. Dit is een broertje van de formule om zwaarte-energie te berekenen, de zwaarte-energie die vrijkomt als een massa van 2 kg 1,5 meter naar beneden valt.

De tweede formule gebruik je om de E-lektrische veldsterkte  te berekenen: hoeveel aantrekkende (of afstotende) kracht wordt er uitgeoefend op een zekere hoeveelheid lading. Dit is een broertje van de formule om de zwaartekrachtversnelling te berekenen, g= Fz/m: hoe sterker het zwaartekrachtveld, hoe harder een massa zal vallen.

Overigens stond bij ΔE(el)= q.U(AB): 'Ook maakt het niet uit of het geladen deeltje in dezelfde richting als de elektrische kracht beweegt of juist daaraan tegenovergesteld'.

 Je krijgt dan absoluutstreepjes. >>> E(el)=|q.U(AB)|

 Dan staat er: ' Je moet dan zelf nog beredeneren of de verandering een toename of een afname van elektrische energie is.

 Vervolgens staat er iets over de richting van de kracht en de verplaatsing, maar ik snap niet waarom dat dan zo is.

  Dit vind ik eerlijk gezegd ook een beetje verwarrend, maar misschien heb je het een beetje verkeerd uit de context gehaald.

Als ik een negatieve lading richting een andere negatieve lading wil duwen moet ik daarvoor arbeid (energie) leveren, en het deeltje krijgt er een (potentiële) elektrische energie voor terug. Laat ik dan die lading los dan vliegt die met die energie terug weg naar waar die vandaan kwam

Ook hier hebben we weer een zwaartekrachtbroertje: door een steen een helling op te rollen krijgt de steen potentiële (zwaarte-)energie, maar als je de steen loslaat rolt ze weer naar beneden.

Maar, precies datzelfde gebeurt als ik een positieve lading richting een andere positieve lading wil duwen. of óók als ik een positieve lading wil wegduwen van een negatieve lading of een negatieve lading wil wegduwen van een positieve.

En dat is het grote verschil met zwaartekracht en zwaarte-energie: zwaartekracht werkt alleen maar aantrekkend, één kant op. Als de afstand afneemt (Δh negatief) dan neemt de zwaarte-energie ook af.

Bij elektrische velden kan de elektrische energie van een deeltje toenemen óf afnemen bij een veranderende afstand, en dat hangt dus helemaal af van of je met twee gelijke of twee verschillende ladingen te maken hebt. Enneh, ook hier nóg een verschil met zwaarte-energie: er zijn geen negatieve massa's.

We spreken af dat de richting van het elektrisch veld wijst van plus naar min. Een negatieve lading noem je -q, een positieve +q. Als je die minnen en plussen in sommetjes stopt moet je dus vreselijk goed oppassen, want afhankelijk van de combinatie van plussen en minnen kan dat letterlijk alle kanten op. Trek je van die absoluutstrepen beter nog maar even niet teveel aan en BEREDENEER wat er gebeurt. Met wat oefening valt dat later vanzelf op zijn plek.

Al duidelijker zo?

Groet, Jan

 

Dag meneer,

Ontzettend bedankt!
Veel duidelijker zo.

Groet,

Lincy

Dag Jan,

De reden dat er een magnetisch veld ontstaat in de draden is wel bekend :). Dit heeft te maken met relativiteit. Niet relevant voor dit verhaal maar het complete plaatje geeft wel veel duidelijkheid.

Kort (niet lezen als je geen verwarring wil):
Door ruimterek/krimp ontstaat er toch een ladingsverschil binnen de draad. Dit resulteert in een elektrisch veld dat een andere richting heeft. Dit elektrische veld noemen we een magnetisch veld, maar is in feite het zelfde.

Op zich is het het verschuiven van het probleem waar natuurkunde altijd met een bocht omheen loopt: het "waarom". We zien, meten, observeren en proberen daar een logica in te ontdekken.
Daarin past de relativistische verklaring van magneetvelden als zijnde een andere gedaante van elektrische velden (twee kanten van hetzelfde). Waarom die velden er zijn, waarom de lichtsnelheid het hoogst mogelijke zou moeten zijn, waarom...   daar blijven we ver van weg. Dat weten we niet. We constateren slechts of nemen iets aan omdat dan waarnemingen "passen" in die theorie. En aan "geloven" doen we niet.

Op https://nl.wikipedia.org/wiki/Relativistisch_elektromagnetisme een uitgebreidere verhandeling over elektrische/magnetische velden.