## 1.5 Het elektrische veld

Uit de formule voor Fe en ervaringen met bijvoorbeeld de geladen pen en papiersnippers, blijkt dat elektrische krachten op afstand merkbaar zijn. Iets soortgelijks geldt voor magnetische krachten en gravitatiekrachten. Om deze krachtwerking op afstand te kunnen beschrijven, is het begrip veld ingevoerd. Zo kennen we elektrische, magnetische en gravitatievelden.

Een elektrisch veld ontstaat waar ladingen aanwezig zijn. Zo heeft een (bolvormige) lading q1 een elektrisch veld met sterkte E om zich heen, waarvoor op afstand r van de lading geldt:

Een elektrisch veld heeft invloed op andere ladingen. Zodra een lading q2 zich in een elektrisch veld E bevindt, ondervindt deze namelijk een elektrische kracht Fe waarvoor geldt:

Wanneer we vergelijkingen 1 en 2 combineren, dan zien we dat de kracht die q2 ondervindt in het veld van q1 gelijk is aan de elektrische kracht van q1 op q2 volgens vergelijking 1. Precies wat we verwachten!
Andersom heeft q2 natuurlijk ook zijn "eigen" elektrisch veld, waarin q1 zich bevindt en een kracht Fe ondervindt. Velden houden dus keurig rekening met Newtons wet: actie = reactie.

Net als kracht is de elektrische veldsterkte een vector: een grootheid met grootte en richting. Als afspraak geldt: de richting van het veld in een bepaald punt is gelijk aan de richting waarin een positieve lading in dat punt zou bewegen.

Tot slot: misschien lijken velden op het eerste gezicht alleen een wiskundig trucje om de krachtwerking op afstand te kunnen beschrijven. Dat is niet zo. In de loop der jaren is men ervan overtuigd geraakt dat velden echt bestaan. Ondanks dat we ze niet kunnen zien, ruiken, horen, proeven of aanraken…

Opgave 12)

a. Bereken de sterkte van het elektrisch veld in punt A.

b. Neem de figuur over en geef met een pijl de richting van het elektrisch veld in punt A aan.

c. Bekijk figuur 1.5.2 en beantwoord dezelfde vragen als hierboven.

Ten slotte combineren we de twee ladingen (figuur 1.5.3). d. Leg uit hoe je in dit geval de grootte en richting van het elektrisch veld in punt A kunt bepalen (je hoeft de bepaling zelf niet te doen).

Opgave 13)

Een elektrisch geladen bolletje hangt aan een draad in een uniform elektrisch veld - een veld dat overal even sterk is - waarvan de richting door pijlen wordt aangegeven. Zie figuur 1.5.4. Er heerst zwaartekracht. In de tabel staan zes combinaties van massa en lading:

situatie | massa (g) | lading (nC)
A | 3 | 8
B | 6 | 4
C | 9 | 2
D | 3 | 2
E | 6 | 8
F | 9 | 4

Het bolletje zal telkens een hoek X met de verticaal maken.

Orden de situaties A, B, ..., F naar de grootte van de hoek X met de verticaal.

Grootste X ..., ..., ..., ..., ..., ... kleinste X. In situatie(s) ..., ..., ..., ..., ..., ... is X even groot.

Leg telkens duidelijk uit hoe je tot het antwoord komt.