Elektrisch Veld Calculator
Bereken elektrische veldsterkte van een puntlading
Hoe te Gebruiken
- Voer de grootte van de lading in
- Voer de afstand van de lading in
- Selecteer de eenheden voor lading en afstand
- Klik op berekenen om de elektrische veldsterkte te zien
- Bekijk de kracht die op een testlading zou werken
Wat is een Elektrisch Veld?
Een elektrisch veld is een fysisch veld dat elektrisch geladen deeltjes omgeeft en kracht uitoefent op andere geladen deeltjes in het veld. Het is een fundamenteel concept in elektromagnetisme dat ons helpt te begrijpen hoe ladingen op afstand zonder direct contact interageren.
Het elektrische veld wordt gedefinieerd als de kracht per ladingeenheid: E = F/q. Het beschrijft de grootte en richting van de elektrische kracht die een testlading in het veld zou ervaren.
Formule voor Elektrisch Veld
Het elektrische veld op afstand r van een puntlading q wordt gegeven door:
E = k × |q| / r²
Waarbij:
- E = elektrische veldsterkte (N/C of V/m)
- k = Coulomb-constante (8,99 × 10⁹ N⋅m²/C²)
- q = bronlading (C)
- r = afstand van de lading (m)
Het elektrische veld volgt een omgekeerde kwadratische wet, wat betekent dat het afneemt met het kwadraat van de afstand tot de lading.
Richting van Elektrisch Veld
De richting van het elektrische veld hangt af van het teken van de bronlading:
- Positieve lading: Veld wijst radiaal naar buiten (weg van de lading)
- Negatieve lading: Veld wijst radiaal naar binnen (naar de lading)
Dit betekent dat een positieve testlading een afstotende kracht van een positieve bronlading (in de veldrichting) en een aantrekkende kracht van een negatieve bronlading (tegengesteld aan de veldrichting) zou voelen.
Elektrische Veldlijnen
Elektrische veldlijnen worden gebruikt om elektrische velden te visualiseren. Belangrijke eigenschappen zijn:
- Ze beginnen bij positieve ladingen en eindigen bij negatieve ladingen
- De dichtheid van veldlijnen vertegenwoordigt de veldsterkte
- Veldlijnen kruizen elkaar nooit
- Ze zijn raaklijn aan de richting van de elektrische kracht op een positieve testlading
Veldlijnen bieden een intuïtieve visualisatie van hoe het elektrische veld zich in de ruimte rond ladingen verspreidt.
Toepassingen van Elektrische Velden
- Condensatoren: Energieopslag op basis van elektrische velden tussen platen
- Elektronenkanonnen: Gebruikt in CRT-monitoren en röntgenapparaten
- Elektrostatische precipitators: Luchtreinigingstechnologie
- Van de Graaff-generatoren: Hoogspanningsgeneratoren met elektrische velden
- Deeltjesversnellers: Het gebruik van elektrische velden om geladen deeltjes te versnellen
- Inkjetprinters: Laden en afbuigen van inktdruppels
- Aanraakschermen: Detectie van vingerposities door veranderingen in elektrische veld
Veelgestelde vragen
- Wat is het verschil tussen elektrisch veld en elektrische kracht?
- De elektrische kracht (F) is de werkelijke duw of trek op een lading, gemeten in Newton. Het elektrische veld (E) is de kracht per ladingeenheid (E = F/q), gemeten in N/C. Het elektrische veld is een eigenschap van de ruimte die ons vertelt welke kracht een lading daar zou ervaren.
- Waarom volgt het elektrische veld een omgekeerde kwadratische wet?
- Als u zich van een puntlading verwijdert, verspreidt het elektrische veld zich over een steeds groter gebied. Omdat het oppervlak van een bol toeneemt met het kwadraat van zijn straal (4πr²), neemt de veldsterkte evenredig af (1/r²).
- Kan elektrisch veld bestaan in vacuüm?
- Ja! Elektrische velden kunnen bestaan en zich door vacuüm voortplanten. Dit is een van de fundamentele ontdekkingen van elektromagnetisme: ladingen interageren via het elektrische veld dat ze creëren, niet via direct contact.
- Wat betekent het wanneer elektrische veldsterkte nul is?
- Wanneer de elektrische veldsterkte op een punt nul is, zou geen elektrische kracht op een testlading daar werken. Dit gebeurt meestal op punten tussen gelijke tegengestelde ladingen, waar hun velden elkaar opheffen.
- Hoe verhoudt het elektrische veld zich tot het elektrische potentiaal?
- Het elektrische veld is de gradiënt van het elektrische potentiaal: E = -dV/dr. Simpel gezegd wijst het veld van hoog potentiaal naar laag potentiaal. De veldsterkte vertelt je hoe snel het potentiaal met afstand verandert.