potentiele energie geladen deeltjes in elektrisch veld
Sabine stelde deze vraag op 22 november 2022 om 20:28. één lading q=-20 microc beweegt van punt a naar punt b in het homogeenveld met grootte e=2000000 n/c. afstand ab is 20 cm. bereken de verandering van de potentiële elektrische energie van q.
Hoe moet ik dit berekenen?
Reacties
Voor de verandering van de potentiële elektrische energie Ee geldt Ee,1–Ee,2=W
met W is de arbeid die de elektrische kracht Fe op het geladen voorwerp verricht.
Voorbeeld: als de elektrische kracht 5 J arbeid verricht, verandert de potentiële elektrische energie van de beginwaarde Ee,1=17 J naar de eindwaarde Ee,2=12 J. De verandering van de elektrische potentiële energie is –5 J.
De arbeid moet 'betaald' door een afname van de potentiële energie.
De arbeid is W=Fe·s met s is de afgelegde weg in de richting van de kracht
De elektrische kracht is Fe=q·veldsterkte.
Het symbool voor de elektrische veldsterkte is E (vaak als een 'kromme' schrijfletter) en het symbool voor energie is ook E. Daarom schrijf ik 'veldsterkte' als woord en niet als symbool.
Lukt het nu?
Groet, Jaap
Als ik de formule: Elektrische potentiele energie= veldsterkte. Q. d (=afstand) wil gebruiken, moet ik de afstand zien af te leiden tot de negatieve plaat, want die is niet gegeven. de Epot ook niet. Ik dacht aan d te vervangen door x + 20 en x om de afstand te vinden. Want punt A ligt 20 cm van B en ligt op een onbekende afstand van de negatieve plaat. Die afstand moet ik vinden, maar als ik de twee formules aan elkaar gelijk stel wordt de d afgeschrapt.
Het is eenvoudiger dan je denkt. De afstand d is de afstand 0,20 m die het geladen voorwerp aflegt, ongeacht de positie van A en B ten opzichte van de condensatorplaten. Een x heb je niet nodig.
Omdat gegeven is dat het elektrisch veld homogeen is, is je formule geldig.
Groet, Jaap
Nu heb ik de oefening kunnen oplossen, maar zit ik met een vraag.
Waarom moet je niet de afstand tot de negatieve plaat berekenen, want daar draait de formule toch om? Ep= E. d. Q met d afstand tot de negatieve plaat?
Groeten, S
Sabine
Ep= E. d. Q met d afstand tot de negatieve plaat? dag Sabine, die formule klopt wel, maar je vraag / opdracht luidde anders:
Sabine
bereken de verandering van de potentiële elektrische energie van q.
voorbeeld zwaartekracht, zwaarte-energie:
we zien vaak genoteerd Ep = mgh .
stilzwijgend wordt dan aangenomen dat je de hoogte meet vanaf een niveau 0, vaak de grond.
nou zouden we graag niet de potentiële energie willen meten in absolute zin, maar de VERANDERING, als de hoogte met een zeker aantal meters minder wordt (verandert):
ΔEp = mgΔh
Of die hoogte verandert van 20 naar 0 meter, of van 95 naar 75 m, ΔEp zal in het (nagenoeg homogene) zwaartekrachtveld even groot zijn.
Kun jij nu zelf de analoge denkstappen maken met jouw homogene elektrische veld?
Groet, Jan
Bij potentiële energie is het verschil tussen het beginpunt en het eindpunt doorgaans meer van belang dan de waarde van de potentiële energie in een punt.
Je bent vrij om te kiezen waar je de potentiële energie op nul stelt.
Stel dat het gaat om een condensator met vlakke platen op een afstand d van elkaar.
We verbinden de negatieve plaat met de aarde (0 V). We zetten een spanning U (positief) over de platen. Er bevindt zich een positieve of negatieve testlading q tussen de platen.
De afstand van de testlading tot de negatieve plaat noemen we x (x is positief).
Dan is de elektrische potentiële energie van de testlading
Dit geldt voor positieve en negatieve testladingen, mits je q invult met het juiste teken + of –.
De arbeid W die de elektrische kracht op de testlading verricht, is
Groet, Jaap