1.2 Elektrische influentie

Proef

Wrijf over een glasstaaf met papier. Hou vervolgens de staaf in de buurt van papiersnippers. Hou daarna de staaf in de buurt van een bolletje aluminiumfolie aan een touwtje. Wat neem je waar? Noteer.

Wrijf over een pvc-staaf met wol. Hou vervolgens de staaf in de buurt van papiersnippers. Hou daarna de staaf in de buurt van een bolletje aluminiumfolie aan een touwtje. Wat neem je waar? Noteer.

Als we een geladen staaf in de buurt van papiersnippers houden, dan worden de papiersnippers aangetrokken tot de staaf, alhoewel deze niet geladen zijn.

Als we een geladen staaf in de buurt van een bolletje aluminiumfolie aan een touw houden, dan wordt dit bolletje aluminiumfolie aangetrokken tot de staaf, alhoewel dit niet geladen is.

De papiersnippers en het aluminiumbolletje zijn ongeladen, maar worden toch aangetrokken door de geladen staaf. Dit is te wijten aan elektrische influentie. De papiersnippers en het aluminiumbolletje krijgen een negatieve en een positieve kant ten gevolge van elektrische influentie.

Elektrische influentie (of elektrostatische inductie) is het scheiden van elektrische lading in een voorwerp wanneer dat in de nabijheid van een ander, geladen voorwerp wordt gebracht, zonder dat het contact maakt met dit geladen voorwerp. De ene kant van het ongeladen voorwerp wordt dan positief en de andere kant negatief.

Elektrische influentie treedt zowel op bij isolatoren als bij geleiders. Geleiders zijn stoffen die elektrische stroom doorlaten; ze bevatten namelijk vrije elektronen die zich gemakkelijk door de geleider kunnen verplaatsen. Isolatoren laten daarentegen de elektrische stroom niet of nauwelijks door; ze bevatten geen vrije elektronen.

Als een geleider in de buurt van een positief geladen voorwerp wordt gebracht, zullen de vrije elektronen (negatief geladen) in de geleider naar het positief geladen voorwerp toegetrokken worden. Het deel van de geleider dat zich het dichts bij het positief geladen voorwerp bevindt, zal hierdoor negatief geladen worden; het deel van de geleider dat zich het verst van het positief geladen voorwerp bevindt, wordt dan weer positief geladen omdat de elektronen zich naar de andere kant hebben verplaatst. Een analoge redenering geldt natuurlijk ook in het geval dat er een negatief geladen voorwerp in de buurt van de geleider gebracht wordt. De vrije elektronen in de geleider bewegen dan weg van het negatief geladen voorwerp.

Als een isolator in de buurt van een positief geladen voorwerp gebracht wordt, wordt elk atoom (of elke molecule) in de isolator tijdelijk een dipool. Een dipool heeft een positieve en een negatieve kant. De elektronen rond de atoomkern zijn niet vrij en kunnen dus niet vrijuit bewegen zoals in een geleider, maar ze kunnen zich wel ietwat verplaatsen richting het positieve voorwerp. Hierdoor krijgt elk atoom in de isolator een negatieve kant (dit is de kant van het atoom dat het dichts bij het positief geladen voorwerp zit en naar waar de elektronen rond de kern zich wat verplaatsen) en een positieve kant (dit is de kant van het atoom dat het verst van het positief geladen voorwerp ligt). Als de atomen in een isolator een positieve en een negatieve kant krijgen en dus dipolen worden, dan zeggen we dat de isolator gepolariseerd is. Een analoge redenering geldt natuurlijk ook in het geval dat er een negatief geladen voorwerp in de buurt van de isolator gebracht wordt. De elektronen rond de atoomkernen in de isolator bewegen zich dan wat weg van het negatief geladen voorwerp.