## 1.1 Elektrische lading

Misschien ken je het volgende proefje wel: je neemt een plastic pen of kam en wrijft deze een paar keer langs je trui. Als je de pen nu in de buurt van een hoopje papiersnippers houdt, zul je zien dat de snippers door het plastic worden aangetrokken.

De oude Grieken hadden iets dergelijks al ontdekt bij het opwrijven van een stuk barnsteen met een wollen doek. Allerlei voorwerpen konden hierna door het barnsteen worden aangetrokken. Wat is dit toch voor mysterieuze kracht? En wat is de functie van het wrijven?

Bekijk de volgende applet.

Je kunt in de simulatie met je muis de voet heen en weer over het vloerkleed laten wrijven. De arm kan op dezelfde manier naar en van de deurknop bewogen worden.

Wrijf met de voet over het vloerkleed en beantwoord de onderstaande vragen.

Klik hier: http://phet.colorado.edu/sims/travoltage/travoltage_en.jnlp

Aantrekking

De applet van John Travoltage laat zien hoe je een lichaam kunt laden en ontladen en dat daarbij elektrische krachten een rol spelen. Nu naar het verhaal van de papiersnippers en de pen. Elektrische krachten lijken wel een beetje op de gravitatiekracht. Die werkt aantrekkend tussen objecten/voorwerpen met massa, ook als die zich op een afstand van elkaar bevinden. De massa moet echter wel enorm zijn - bijvoorbeeld de aarde of de zon - om iets van die gravitatiekracht te merken.

Tussen pen en papiersnippers is de gravitatiekracht verwaarloosbaar klein, omdat de massa's zo klein zijn. Bovendien werkt er een gravitatiekracht tussen papiersnippers en aarde die tegengesteld gericht is. Blijkbaar is er naast de massa nog 'iets anders' dat een aantrekkende kracht veroorzaakt. Dat 'iets anders' noemen we elektrische lading - of gewoon 'lading'. Dit voorbeeld wordt verder uitgewerkt in hoofdstuk 1.4.

Lading is er in twee soorten: positief en negatief. In tegenstelling tot de gravitatiekracht, kan de elektrische kracht behalve aantrekkend ook afstotend zijn. De algemene regel is:

Gelijksoortige ladingen stoten elkaar af, ongelijksoortige trekken elkaar aan.

Bovendien kan lading in tegenstelling tot massa van het ene voorwerp naar het andere stromen, als de voorwerpen met elkaar in contact komen. Aantrekken kan dan veranderen in afstoten.

Net als massa en andere natuurkundige grootheden, heeft ook lading een eenheid: de Coulomb (C). Lading geven we aan met de letter q. Een lading van 1,6.10-19 C wordt de elementaire lading genoemd. Deze lading heeft zijn eigen symbool (e) gekregen en is gelijk aan de lading van een proton:
qproton = e = 1,6.10-19 C.
Ook elektronen bezitten de elementaire lading, maar dan negatief:
qelektron = -e = -1,6.10-19 C.

In figuur 1.1.1 is schematisch het heliumatoom getekend.

Kijkend naar de algemene regel voor elektrische krachten, kunnen we concluderen dat protonen en elektronen elkaar aantrekken. Het is dan ook de elektrische kracht die elektronen in hun baan rond de atoomkern houdt!