hoe werkt statische elektriciteit?

Twen stelde deze vraag op 30 augustus 2014 om 08:20.

Hoi,

 

Bedankt nog van de vorige keer met de uitleg over het ombouwen van een formule. Ik heb de microcursus doorgenomen en het gaat me al veel beter af nu.

Ik heb een vraag over elektrische ladingen.

Als je een plastic staaf opwrijft met een wollen doek of trui dan krijgt de staaf een negatieve lading. Dat komt omdat elektronen van de wollen doek of de trui overspringen naar de staaf. Dan zou je al snel denken dat er ook positief geladen deeltjes zijn, en dat is ook zo, de protonen. Maar die zitten in de kernen van de atomen. Hoe zit dit nou precies? 

Kun je zeggen dat de wollen doek of trui op de plaats waar de staaf is opgewreven een positieve lading heeft omdat daar elektronen weg zijn? En hoe komt het dat papiersnippertjes aangetrokken worden door de staaf. In de atomen van de papiersnippertjes zitten de elektronen aan de buitenkant van het atoom en eletronen stoten elkaar af? Hoe kan het dan dat ze toch aangetrokken worden?

 

Groeten, Twen 

 

 

Reacties

Theo op 30 augustus 2014 om 10:37

Er zijn inderdaad positieve deeltjes, maar protonen zijn veel en veel zwaarder dan elektronen en alleen daarom al bewegen ze niet zo snel. Daarbij zitten ze ook nog in de kern waar ze stevig op hun plaats worden gehouden door andere kerndeeltjes en onderlinge (sterke kernkracht) aantrekking. Een elektron anti-deeltje, een positron, is het tweelingbroertje van een elektron. Maar deze deeltjes kom je bijna niet tegen en vormen geen deel van het atoom.

Dus qua ladingsbewegelijkheid zijn het vooral de elektronen die een rol spelen. Waar ze zich ophopen is de netto lading negatief, waar ze weg zijn gegaan blijft een meerderheid aan positieve lading over.

Een voorwerp is dus geladen omdat zich op dat voorwerp een overschot aan deeltjes bevindt die zo'n lading hebben. Elders is dan altijd een stof of voorwerp die de tegengestelde lading heeft. Over het hele heelal gezien is de totale lading nul (evenveel positief als negatief).

Papiersnippertjes zijn op zich neutraal. Maar de elektronen en positieve kernen kunnen zich wel wat her-positioneren. Zo is een watermolecuul als geheel ook neutraal, maar de positieve waterstof-kernen zitten iets meer aan de ene kant van het molecuul en het negatieve zuurstof aan de andere kant. Bij papier is dat ook zo. Een geladen staaf (bijv. negatief geladen) trekt aan de tegengesteld geladen deeltjes (positief) en duwt de gelijkgestelde ladingen weg (negatief).  Doordat de afstand negatieve-positieve ladingen net iets kleiner is dan de negatief-negatieve ladingen is er netto een aantrekking tussen de staaf en het papier waarbinnen de moleculen zich met hun tegengestelde ladingkant richting staaf orienteren.

Jan op 30 augustus 2014 om 13:39

Bovenstaande uitleg kun je ook heel visueel maken in deze applet:

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

wat er in zo'n papiersnippertje gebeurt lijkt wel een beetje op wat er in de muur gebeurt als die geladen ballon er in de buurt komt.

Heb je zo'n ballon, dan kun eens proberen om een geladen ballon tegen het plafond te plakken (oppassen dat je niet van tafel valt) 

En als je eenmaal bovenbouw scheikunde gaat krijgen dan leer je dat bijvoorbeeld een watermolecuul polair is (dwz een overwegend negatieve en een overwegend positieve kant heeft) . Dat betekent dat je met een geladen voorwerp (zoals zo'n pvc-elektriciteitsbuisje dat je opwrijft aan een wollen trui, maar ook met zo'n goedkope hardplastic balpen gaat dat prima) leuke dingen kunt doen met een dun waterstraaltje. 

Groet, Jan

 

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft zes appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)