lading (elektrische lading)

, Author

In de natuurkunde is lading, ook wel elektrische lading, elektrische lading of elektrostatische lading genoemd en gesymboliseerd als q, een eigenschap van een eenheid van materie die uitdrukt in hoeverre deze meer of minder elektronen dan protonen heeft. In atomen draagt het elektron een negatieve elementaire of eenheidslading; het proton draagt een positieve lading. De twee soorten lading zijn gelijk en tegengesteld.

In een atoom van materie ontstaat een elektrische lading wanneer het aantal protonen in de kern verschilt van het aantal elektronen rond die kern. Als er meer elektronen dan protonen zijn, heeft het atoom een negatieve lading. Als er minder elektronen dan protonen zijn, heeft het atoom een positieve lading. De hoeveelheid lading van een atoom is altijd een veelvoud van de elementaire lading, d.w.z. de lading van een enkel elektron of een enkel proton. Van een deeltje, atoom of voorwerp met negatieve lading wordt gezegd dat het een negatieve elektrische polariteit heeft; van een deeltje, atoom of voorwerp met positieve lading wordt gezegd dat het een positieve elektrische polariteit heeft.

In een voorwerp dat uit veel atomen bestaat, is de netto lading gelijk aan de rekenkundige som, rekening houdend met de polariteit, van de ladingen van alle atomen bij elkaar. In een massief monster kan dit oplopen tot een aanzienlijke hoeveelheid elementaire ladingen. De eenheid van elektrische lading in het Internationaal Stelsel van Eenheden is de coulomb (symbool C), waarbij 1 C gelijk is aan ongeveer 6,24 x 1018 elementaire ladingen. Het is niet ongebruikelijk dat voorwerpen in de werkelijkheid een lading van vele coulomb’s hebben.

Een elektrisch veld, ook wel elektrisch veld of elektrostatisch veld genoemd, omringt elk voorwerp dat lading heeft. De sterkte van het elektrisch veld op een gegeven afstand van een voorwerp is recht evenredig met de hoeveelheid lading op het voorwerp. In de nabijheid van elk voorwerp met een vaste elektrische lading neemt de elektrische veldsterkte af naar rato van het kwadraat van de afstand tot het voorwerp (dat wil zeggen, het volgt de omgekeerde kwadratenwet).

Wanneer twee voorwerpen met elektrische lading in elkaars nabijheid worden gebracht, ontstaat er tussen hen een elektrostatische kracht. (Deze kracht moet niet worden verward met de elektromotorische kracht, ook wel spanning genoemd). Indien de elektrische ladingen van dezelfde polariteit zijn, is de elektrostatische kracht afstotend. Als de elektrische ladingen tegengesteld gepoold zijn, is de elektrostatische kracht aantrekkelijk. In de vrije ruimte (vacuüm), als de ladingen van twee nabije voorwerpen in coulomb q1 en q2 zijn en de middelpunten van de voorwerpen zijn gescheiden door een afstand r in meters, dan wordt de netto kracht F tussen de voorwerpen, in newtons, gegeven door de volgende formule:

F = (q1q2) / (4 of2)

waar o de permittiviteit van de vrije ruimte is, een fysische constante, en de verhouding van de omtrek van een cirkel tot zijn diameter, een dimensieloze wiskundige constante. Een positieve netto kracht is afstotend, en een negatieve netto kracht is aantrekkelijk. Deze relatie staat bekend als de wet van Coulomb.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.