Elektryske potinsjeel by de geleider fan in bal - problemen en oplossingen
1. In holle balgeleider fan 4 μC hat in straal fan 8 sm. Bepale de elektryske potinsjeel oan it oerflak fan 'e bal. (k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 )
Bekend:
De elektryske lading (Q) = 4 μC = 4 x 10-6 C 
De straal fan 'e bal (r) = 8 sm = 8 x 10⁻² m
Coulomb's konstante (k) = 9.10 9 Nm² .C - 2
Winske: De elektryske potinsjeel oan it oerflak fan 'e bal (V)
Oplossing:
V = kQ / r
V = (9 x 10⁻¹ ) (4 x 10⁻¹ ) / (9 x 10⁻² )
V = (36 x 10³ ) / (3 x 10⁻² )
V = (36/8) x 103 x 102
V = 4.5 x 10⁻⁶ Volt
2. In sferyske geleider hat in straal fan 3 sm (1 μC = 10⁻⁶ C en k = 9.10⁻⁶ Nm² . C⁻² ) . As de geleider posityf laden is +1 μC, dan is de elektryske potinsjeel op punt A ...
Oplossing:
De elektryske potinsjeel yn 'e sferyske geleider = De elektryske potinsjeel oan it oerflak fan 'e sferyske geleider.
Bekend:
De elektryske lading (Q) = 1 μC = 1 x 10-6 C 
De radius fan 'e sferyske geleider (r) = 3 sm = 3 x 10-2 m
Coulomb's konstante (k) = 9.10 9 Nm² .C - 2
Winske: De elektryske potinsjeel op punt A (V)
Oplossing:
V = kQ / r
V = (9 x 10⁻¹ ) (1 x 10⁻¹ ) / (9 x 10⁻² )
V = (9 x 10³ ) / (3 x 10⁻² )
V = (9/3) x 103 x 102
V = 3 x 10⁻⁶ Volt
3. In holle metalen bal mei in straal fan 9 sm hat in elektryske lading fan 6.4 x 10⁻⁶ Coulomb , lykas te sjen is yn de ûndersteande ôfbylding. Ôfstân tusken punt O en punt P = 4 sm; Ôfstân tusken punt P en punt Q = 5 sm; Ôfstân tusken punt Q en punt R = 18 sm en k = 9.10⁻⁶ Nm² . C⁻² . Bepale de elektryske potinsjeel op punt P.
Oplossing
De elektryske potinsjeel yn 'e sferyske geleider = De elektryske potinsjeel oan it oerflak fan 'e sferyske geleider.
Bekend:
De elektryske lading (Q) = 6.4 x 10-9 C
De radius fan 'e sferyske geleider (r) = OP + PQ = 4 sm + 5 sm = 9 sm = 9 x 10-2 m
Coulomb's konstante (k) = 9.10 9 Nm² .C - 2
Winske: De elektryske potinsjeel op punt P (V)
Oplossing:
V = kQ / r
V = (9 x 10⁻¹ ) (6,4 x 10⁻¹ ) / (9 x 10⁻² )
V = 10⁶ (6,4 x 10⁻⁶ ) / 10⁻⁶
V = 6.4 / 10 -2
V = 6.4 x 10²
V = 6.4 x 100
V = 640 Volt
1. Fraach: Wat is elektryske potinsjeel?
Antwurd: Elektryske potinsjeel is de elektryske potinsjele enerzjy per ienheidslading op in spesifyk punt yn 'e romte.
2. Fraach: Hoe wurdt de elektryske potinsjeel op it oerflak fan in geleidende bal bepaald?
Antwurd: De elektryske potinsjeel op it oerflak fan in geleidende bal is unifoarm en wurdt jûn troch de formule V = kQ/R, wêrby't Q de lading op 'e bal is en R syn straal.
3. Fraach: Wêrom is de elektryske potinsjeel oeral konstant op it oerflak fan in laden geleidende bal?
Antwurd: Gelieders yn elektrostatysk lykwicht hawwe in elektrysk fjild dat loodrecht op it oerflak stiet. Dêrom wurdt der gjin arbeid dien by it ferpleatsen fan in lading op it oerflak, wêrtroch't de potinsjeel konstant bliuwt.
4. Fraach: Hoe farieart de potinsjeel yn in geleidende bal?
Antwurd: Binnen in unifoarm laden geleidende bal fariëarret de elektryske potinsjeel, mar yn it gefal fan in holle geleidende bal bliuwt de potinsjeel binnen konstant en is gelyk oan de potinsjeel op it oerflak.
5. Fraach: Hoe beynfloedet de grutte fan 'e geleidende bal syn oerflakpotinsjaal, jûn in konstante lading?
Antwurd: In gruttere bal (gruttere R) soe in lytsere oerflakpotinsjaal hawwe foar in bepaalde lading Q, basearre op de formule V = kQ/R.
6. Fraach: Hoe is elektryske potinsjeel relatearre oan elektrysk fjild?
Antwurd: Elektryske potinsjeel en elektrysk fjild binne relatearre troch de fergeliking E = -dV/dr, wêrby't dV de feroaring yn potinsjeel is en dr de feroaring yn posysje.
7. Fraach: Wêrom kinne wy gjin elektrysk fjild hawwe yn in geleidende bal yn elektrostatysk lykwicht?
Antwurd: Elektronen yn in geleider bewege oant se alle eksterne elektryske fjilden útskeakelje. Sadree't lykwicht berikt is, wurdt it elektryske fjild yn 'e geleider nul.
8. Fraach: Wat soe der barre mei de elektryske potinsjeel fan in geleidende bal as de hoemannichte lading derop ferdûbele waard?
Antwurd: Ferdûbeling fan 'e lading Q soe de elektryske potinsjeel V ferdûbelje, jûn de relaasje V = kQ/R.
9. Fraach: Wat is de betsjutting fan 'e term 'k' yn 'e formule foar elektryske potinsjeel?
Antwurd: 'k' is de konstante fan Coulomb, dy't sawat 8.99 x 10⁹ N.m²/C² yn fakuüm is.
10. Fraach: Hoe ferskilt elektryske potinsjele enerzjy fan elektryske potinsjeel?
Antwurd: Elektryske potinsjele enerzjy is de enerzjy dy't in lading hat fanwegen syn posysje yn in elektrysk fjild, wylst elektryske potinsje de elektryske potinsjele enerzjy per ienheid lading is.
11. Fraach: Beynfloedet in opladen geleidende bal de elektryske potinsjeel fan objekten yn 'e buert?
Antwurd: Ja, elk opladen objekt makket in elektrysk fjild yn syn omjouwing, dat ynfloed hat op it elektryske potinsjeel fan objekten yn 'e buert.
12. Fraach: Hoe wurdt de elektryske potinsjeel op in punt tichtby in laden geleidende bal berekkene?
Antwurd: It wurdt berekkene mei de formule V = kQ/r, wêrby't r de ôfstân is fan it sintrum fan 'e bal nei it punt.
13. Fraach: As twa identike geleidende ballen, ien laden en ien ûnladen, yn kontakt brocht wurde en dan skieden wurde, wat bart der dan mei de potinsjeel fan elk?
Antwurd: De lading sil lyk ferdield wurde tusken de twa ballen, wêrtroch't har potinsjes identyk binne.
14. Fraach: Wat is de rol fan it ierdingsproses by it beynfloedzjen fan it potinsjeel fan in geleidende bal?
Antwurd: It ierdjen fan in geleider lit it ta om lading út te wikseljen mei de ierde oant syn potinsjeel nul wurdt.
15. Fraach: Wêrom is de elektryske potinsjeel nul yn in ierdske geleidende bal?
Antwurd: As in geleider oan 'e ierde is, wikselet hy ladingen út mei de ierde oant it elektryske fjild deryn neutralisearre is, wêrtroch't de potinsjeel nul wurdt.
16. Fraach: Beynfloedet de foarm fan in geleider syn oerflakpotinsjaal?
Antwurd: Foar in bepaalde lading kin de ferdieling fariearje mei de foarm, mar yn elektrostatysk lykwicht bliuwt de potinsjeel konstant oer it oerflak fan elke geleider.
17. Fraach: Hoe ferskilt de ferdieling fan lading op in net-sferyske geleider?
Antwurd: Op in net-sferyske geleider hat lading de neiging om mear op skerpe punten of rânen te sammeljen fanwegen de konsintraasje fan elektryske fjildlinen.
18. Fraach: Wêrom kinne fûgels op heechspanningsliedingen sitte sûnder elektrokutearre te wurden?
Antwurd: Fûgels wurde net elektrokutearre om't se gjin stroomkring foltôgje. De elektryske potinsje is konstant oer har hiele lichem, om't se mar ien tried oanreitsje, dus der is gjin potinsjeel ferskil.
19. Fraach: Hoe beynfloedet de oanwêzigens fan in diëlektrysk materiaal tichtby in laden geleidende bal syn elektryske potinsjeel?
Antwurd: In diëlektrysk materiaal beynfloedet it elektryske fjild tichtby de geleider, wat ynfloed hawwe kin op de potinsjeel. Typysk ferminderje diëlektriken it effektive elektryske fjild.
20. Fraach: Wat is de elektryske potinsjeel op in punt ûneinich fier fan in laden geleidende bal?
Antwurd: De elektryske potinsjeel komt nei nul as men ûneinich fier fan 'e laden boarne beweecht.
It begripen fan 'e nuânses fan elektryske potinsjeel, benammen mei geleiders lykas ballen, jout ynsjoch yn in protte ferskynsels yn elektrostatika en tapassingen yn 'e echte wrâld.
