Elektrische potentiaal berekenen
Hier kunt u de elektrische potentiaal berekenen. Een puntlading van 10 nC geeft op 0,3 m afstand een potentiaal van 299,585 V.
Voorbeeld: Wat is bekend: Puntlading en afstand · Lading q 10 nC · Afstand r tot de lading 0,3 m → Resultaat: V = 299,585 V (elektrische potentiaal). Bron: NIST CODATA 2022: vacuum electric permittivity ε₀ = 8.8541878188 × 10⁻¹² F/m; Coulomb constant k = 1/(4πε₀) = 8.9875517862 × 10⁹ N m² C⁻². Bijgewerkt: .
Zo wordt het berekend
De elektrische potentiaal V geeft aan hoeveel potentiële energie een eenheidslading op een plaats heeft. Ze wordt gemeten in volt (1 V = 1 J/C). De spanning tussen twee punten is het verschil van hun potentialen.
Formules
Voor een puntlading q geldt V = k·q / r met de constante van Coulomb k = 1/(4π·ε₀) = 8.987.551.786,2 N·m²/C² (ε₀ = 8,8541878188 × 10⁻¹² F/m, CODATA 2022). De veldsterkte is E = k·|q| / r². In het algemeen is V = W / q (arbeid per lading) en in een homogeen veld V = E·d.
Voorbeeld
Een lading van 10 nC geeft op r = 0,3 m de potentiaal V = 8.987.551.786,2 · 10 · 10⁻⁹ / 0,3 = 299,585 V; de veldsterkte daar is E = 998,617 V/m. Bij −10 nC is het -299,585 V. Wordt er 3 mJ arbeid verricht op 10 µC, dan is V = 3 · 10⁻³ / (10 · 10⁻⁶) = 300 V. In een homogeen veld van 1500 V/m over 0,2 m is V = 300 V.
- Bij een puntlading daalt de potentiaal met 1/r, de veldsterkte met 1/r².
- Potentialen van meerdere ladingen tellen gewoon op (superpositie, let op de tekens).
- Het resultaat geldt in vacuüm; in isolatoren is het kleiner met de relatieve permittiviteit.
Veelgestelde vragen
Wat is het verschil tussen potentiaal en spanning?
De potentiaal hoort bij een plaats (ten opzichte van een nulpunt); de spanning is het verschil tussen twee potentialen.
Hoe bereken ik de potentiaal van een puntlading?
Met V = k·q / r. Voor 10 nC en 0,3 m is dat 299,585 V.
Waarom kan de potentiaal negatief zijn?
Omdat ze het teken van de lading draagt: een negatieve lading geeft negatieve potentiaal; −10 nC op 0,3 m geeft -299,585 V.
Bronnen en wettelijke basis
- NIST CODATA 2022: vacuum electric permittivity ε₀ = 8.8541878188 × 10⁻¹² F/m; Coulomb constant k = 1/(4πε₀) = 8.9875517862 × 10⁹ N m² C⁻²
- Halliday/Resnick/Walker, Fundamentals of Physics, Kap. „Electric Potential“ (V = kq/r, V = W/q, V = E·d)
Bijgewerkt op: · Redactioneel beleid
Vergelijkbare tools
- Wet van Coulomb – rekenhulp met uitwerkingWet van Coulomb: bereken de elektrische kracht tussen twee puntladingen in µC, nC of C op elke afstand, of de afstand bij een gegeven kracht.
- Condensator berekenenCondensator berekenen: totale capaciteit bij serie- en parallelschakeling, opgeslagen energie, RC-tijdconstante en afsnijfrequentie. Met rekenwijze, gratis.
- Wet van Ohm calculator: spanning, stroom, weerstand en vermogenWet van Ohm calculator: bereken uit twee waarden de spanning U, stroom I, weerstand R en het vermogen P – met formulewiel, driehoek en uitwerking in stappen.
- Spanningsdeler berekenenSpanningsdeler berekenen: uitgangsspanning uit R1, R2 en belasting, of R2 voor een gewenste spanning, met stroom, vermogen en de dichtstbijzijnde E12-waarde.
- Afsnijfrequentie RC-filter berekenenAfsnijfrequentie RC-filter berekenen uit R en C, plus RL-filters en LC-kringen met resonantiefrequentie, kwaliteitsfactor en frequentiekarakteristiek.
- Kinetische energie berekenen, met zwaarte-energie, arbeid en vermogenKinetische energie berekenen met Ek = ½mv², snelheid uit energie, zwaarte-energie mgh, arbeid W = F·s·cos α en vermogen P = W/t – met uitwerking en eenheden.
- Rekenmachine onlineGratis online rekenmachine: typ of tik en zie meteen de uitkomst – met volgorde van bewerkingen, haakjes, procent, wortel, tussenstappen en geschiedenis.
- Collatz-vermoeden berekenenCollatz-vermoeden berekenen: stappen tot 1, hoogste waarde, even en oneven stappen, de hele reeks en recordhouders tot een grens. Gratis en zonder aanmelding.
- Verwachtingswaarde berekenenVerwachtingswaarde berekenen uit waarden en kansen: E(X), variantie en standaardafwijking met stappen, ook met breuken en percentages.