Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Fysik B: Elektriska fält

En sorts presentation om elektriska fält, för fysik B-kursen på gymnasiet.
by

Johan Falk

on 2 February 2012

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Fysik B: Elektriska fält

Elektriska fält (del 1)
Vad vet vi redan
om elektriska
fält och krafter?
Det finns positiva
och negativa
elektriska laddningar.
1
+

2
Olika laddningar
attraheras.
Lika laddningar
stöter bort
varandra

+
+
3
Elektriska laddningar finns
till exempel i form av
elektroner,
som är
negativt
laddade
.
(Atomkärnor, däremot, är
positivt laddade.)








+
Laddning mäts i SI-enheten
Coulomb
(C).

Vanligtvis betecknas laddning
med Q eller q.

"Laddningen Q = 14µC."
4
Elektriska fält (del 2)
Vaddå elektriskt
"
fält
"?
Om vi lägger en laddning
i närheten av en annan laddning
kommer den att knuffas eller dras
med en viss kraft.

Kraften som "väntar" på att få
laddningar att knuffa och dra i
finns utsmetad överallt, och kallas
för ett
elektriskt fält
.
(laddning vi sätter ut)
Styrkan på kraften beror
(bland annat) på hur stor
laddning vi sätter ut.

Fältstyrkan
kan därför mätas i
Newton per Coloumb
(N/C).

"För varje Coulomb du sätter ut
får du så här många Newton."
Fältstyrkan, i sin tur,
bestäms av laddningen
som skapar den.

För en dubbelt så stor
laddning, får vi ett
dubbelt så starkt fält.
Sammantaget betyder det här att
kraften mellan två laddade partiklar
måste ha båda laddningarna som faktorer:

F = Q1 * Q2 * (vad mer?)
skapar fältet
påverkas av fältet
Avståndet.
Precis som för gravitationskraft
avtar elektrisk kraft med
kvadraten på avståndet:

F = k * Q1 * Q2 / r
2
Varför?
(puh)
+
På en meters håll
motsvarar det
100 händer per
kvadratmeter.
Klotets area ~ 12,57 m
2
På två meters håll har
händerna glesats ut
till 25 per kvadratmeter.
Klotets area ~ 100,5 m
2
På tio meters håll är
det futtiga 1 hand per
kvadratmeter.

Allt detta för att ytan på
ett klot ökar med kvadraten
på dess radie.

futtig
Tänk dig en elektrisk laddning
som har en styrka som motsvarar
1257 små händer
, som kan dra
eller knuffa i andra laddningar.
Därför.
Elektriska fält (del 3)
Fältlinjer och
flera fält
tillsammans.
Ibland ritar man elektriska fält som kraftpilar.

En pils längd visar fältstyrkan
i en viss punkt (
N/C
).

Riktningen visar kraftriktning
för en positiv laddning
.
Om man har flera laddningar adderar man helt enkelt deras fältstyrkor – en riktning i taget.
+
=
+
=
Ingen intereferens, inget krångel!
Bild från http://commons.wikimedia.org/wiki/File:EfieldTwoOppositePointCharges.svg.
Bild från http://en.wikipedia.org/wiki/File:VFPt_charges_plus_minus_thumb.svg
Rätt ofta ritar man istället
sammanhängande
fältlinjer
.
Tätare linjer
betyder att fältet är
starkare
.

Riktning
på den elektriska kraften ges av
tangenterna
till fältlinjerna.
Riktning gäller alltid för positiva laddningar.
Elektriska fält (del 4)
Elektrisk
potential
– lagrad energi.
+
Om vi knuffar en elektrisk laddning
mot
de elektriska krafterna
känns det som att knuffa upp den
för en backe.
Kraften det kräver gånger sträckan vi knuffar ger
arbetet
vi utfört.

Vi tillför partikeln (elektrisk)
potentiell energi
.
+
+
+
+
+
+
+
+
+









Fältstyrkan kring en enskild laddning
avtar med kvadraten på avståndet.

Det gör det jobbigt att räkna ut
kraft gånger sträcka.
Elektriska fält från
stora platta ytor
är mycket enklare att räkna
på – där är
fältstyrkan konstant
.
nästan
Elektriska fält där varken styrkan
eller riktningen ändras kallas
homogena
. Såna tycker vi om.
För att knuffa en laddning på 1 Coulomb 1 meter i ett fält som har styrkan 1 N/C, krävs arbetet

1 C * 1N/C * 1 m = 1 Nm = 1 J

Ett sätt att skriva om fältstyrka är
Joule per Coulomb och meter – "för varje Coulomb och varje meter du knuffar, krävs så här många Joule med energi".

Joule per Coulomb är samma sak som Volt – vilket ger en ganska vanlig enhet på elektrisk fältstyrka:
Volt per meter
(V/m).
+
9,2 V
Det låter krångligt med "Volt per meter",
men det är egentligen rätt behändigt.

Det är nämligen enkelt att mäta både Volt och meter.
Det är rätt behändigt att jämföra elektrisk potentiell energi med potentiell energi från gravitation.
Lyft massan
m
till höjden
h
i gravitationsfältet
g
:
potentiell energi = mgh
Knuffa laddningen
Q
sträckan
d
i elektriska fältet
E
:
potentiell energi = QEd
Potentiell energi är alltid relativ.
Man brukar sätta nollpunkten vid jord.
Två saker till!
k ≈ 8,99·10 Nm²/C² (i vakuum)
9
Full transcript