lading
Lisa stelde deze vraag op 07 maart 2013 om 16:21.Beste Natuurkunde.nl,
Ik heb een 2 vragen met betrekking tot het onderwerp elektriciteit, ik kom er niet uit en hoop dat jullie me erbij kunnen helpen. Een aantal antwoorden heb ik wel, maar weet ik niet of deze goed zijn.
Alvast bedankt
Vraag 1:
Een metalen bolletje is negatief geladen. A wordt geleidend verbonden met een even grote bol B, die oorspronkelijk elektrisch neutraal is.
a. Hoe zal de lading zich gaan verdelen over de bollen?
Ik denk dat A elektronen doorgeeft aan B, waardoor B negatief geladen zal worden en A zal minder negatief geladen worden.
Er zijn 1,5 x 10 ^18 elektronen van A naar B gestroomd
b. Bereken hoeveel coulomb lading dat is
c. Hoe groot is de lading nu op bol A? en op bol B?
Vervolgens wordt A ook nog verbonden met de aarde
d. Leg uit dat A en B hierdoor beide worden ontladen
e. Leg uit dat de aarde hierna toch nog elektrisch neutraal genoemd mag worden
Vraag 2:
Een titaanatoom heeft 22 elektronen, een titaanion heeft er meestal 18.
a. Heeft zo'n titaanion dan een positieve of een negatieve lading?
Een positieve lading, want het ion heeft 4 elektronen te weinig, dus 4+
b. Bereken de lading van het titaanion
4 x 1,60 x 10 ^-19 = 6,4 x 10 ^-19
c. Bereken de lading van de kern van een titaanion?
???
Reacties
Met "B even groot als A" zullen we maar aannemen dat B qua samenstelling en vorm identiek met A is... En dat A het negatief geladen bolletje is...
a) Inderdaad zal de lading zich gaan verdelen: de negatief geladen elektronen stoten elkaar af en willen zo ver mogelijk uiteen blijven. Met de nieuwe B bol erbij kan dat beter. Als A en B identiek zijn zal elk de helft van de elektronen krijgen, zoals je terecht concludeert.
b) Op B zitten 1,5 . 1018 elektronen. Uit Binas kun je halen hoeveel lading een enkel elektron heeft. En dus ook hoeveel 1,5 . 1018 elektronen hebben
c) Als A en B evenveel lading bezitten, wat zal dan de lading op A zijn als je B weet?
d) De aarde is op zich neutraal maar ook een enorm groot vat aan positieve en negatieve ladingen (waarbij het beetje op de bollen in het niet valt). Als je dus de bol A met de aarde verbindt dan zullen de elektronen op A positieve lading vanuit de aarde aantrekken (en samen nul worden). Je kunt het ook zien als het teveel aan elektronen dat naar de aarde afstroomt en zo de bol ongeladen achter laat en de aarde niet noemenswaard oplaadt. En als B met A is verbonden dan kan het overschot aan elektronen op B via A ook naar de aarde gaan. Dus?
2. a Een atoom is neutraal: de positief geladen kern wordt door evenveel negatief geladen elektronen tezamen op nul gehouden. Als je 4 elektronen weghaalt dan is het atoom een +4e geladen deeltje geworden (ion) zoals je concludeert
b. De lading van het ion is dan inderdaad PLUS 4 x elementaire lading +4e
c. Titaan heeft in neutrale toestand 22 negatief geladen elektronen. Hoeveel positieve lading heeft dan de kern om als geheel neutraal (nul) te zijn? En als je dit met de elementaire lading vermenigvuldigt, wat is de waarde in coulomb?
Vraag 1:
b. 1,5 x 10 ^18 x 1,60 x 10^-19 = 0,24 Coulomb
c. B is dan 0,24 Coulomb en A -0,24 Coulomb??
d. Omdat A en B hun lading doorgeven aan de aarde, neemt de aarde deze lading op. Hierdoor worden bol A en B ontladen.
e. De aarde kan de lading opnemen van de bollen A en B, maar deze ladingen zijn zo klein vergeleken met de aarde dat deze waarden te verwaarlozen zijn. De aarde mag daardoor elektrisch neutraal genoemd blijven.
Vraag 2:
c. 22 x 1,60 x 10 ^-19 = 3,5 x 10^-18
De meeste antwoorden zijn goed, maar
>c. B is dan 0,24 Coulomb en A -0,24 Coulomb??
Als A negatief geladen is en daarna een deel van die lading naar B kan wegvluchten, dan zit op beide bollen negatief geladen deeltjes. Dus hebben beide dezelfde lading van 0,24 C. (de volle naam van een eenheid wordt zonder hoofdletter geschreven: coulomb). Maar is dit + of - ? Wat is de lading van een elektron?
De lading van een elektron is - , dus dan zijn beide ladingen -0,24?
Inderdaad. Allebei - 0,24 C. Aanvankelijk zat op A dus - 0,48 C die zich verdeelde toen A en B via een geleider verbonden werden. En geheel naar Aarde wegstroomde toen daarmee een verbinding was.
(Omdat geen lading kan worden gecreeerd kun je zelfs veronderstellen dat die -0,48C lading van de Aarde is "ontnomen" om de bollen op te laden. En dat nu door ontlading de oorspronkelijke toestand (neutrale aarde) weer is hersteld.)
Okee duidelijk, bedankt voor de snelle reacties
