Geleiders en isolatoren - Elektrostatica - Fysica - Theorie - Toelatingsexamen arts en tandarts

Geleiders en isolatoren

In metalen kunnen elektronen zich vrij bewegen, daarom zijn metalen goede geleiders van elektriciteit (ladingen). Dit staat tegenover isolatoren, bijvoorbeeld plastic, die geen vrije elektronen hebben en die elektriciteit niet goed geleiden.
Op een geleider gaan de ladingen altijd aan de buitenkant zitten, en vooral waar de bolle kromming het grootst is. Elektrische veldlijnen staan loodrecht op het oppervlak.
Dit maakt dat, binnen in de geleider, de elektrische veldsterkte nul is.

Elektrische veldsterkte in en buiten bol

In een geladen bol is de elektrische veldsterkte nul
De elektrische veldsterkte op het oppervlak van een geladen bol berekent men eenvoudig met E = kQ/rb2, waarbij rb de straal van de bol is.
Voor berekenen van de elektrische veldsterkte op een afstand Dx van een bol neemt men in plaats van rb de totale afstand r tot het middelpunt: E = kQ/r2.

Potentiaal binnen en buiten een bol

De potentiaal binnen in een geladen bol met straal rb is gelijk aan de potentiaal op het oppervlak.
Men berekent op en buiten de bol met V = kQ/r, waarbij r de afstand tot het middelpunt van de bol is.

Kooi van Faraday

Als men omgeven is door een metalen kooi, is men beschermd tegen externe elektrische velden, bijvoorbeeld door een bliksemflits.
Dit komt doordat in het metalen omhulsel er een ladingsherverdeling is die het elektrisch veld zal tegenwerken.
Dit noemt men een kooi van Faraday.