Elektriska fält

2016-11-10-14-37-41Elektriska fält illustreras ofta som fältlinjer med utgångspunkt från laddningen. Se bilden till sidan.

e-falt-laddningar

Då kraften från en positiv laddning är riktad från laddningen och den negativa har sina riktade mot sig ser det elektriska fältet ut på det sättet nedan om man har en positivt och en negativ laddad partikel bredvid varandra.

Laddningarnas krafter bestäms enligt Coulombs lag (se mer om under rubriken Coulombs lag).

Faradays bur

Hur fördelar sig laddningar över ett redan uppladdat föremål? 2016-11-10-15-24-33

Jo vi vet sedan tidigare att lika laddningar repellerar varandra och vill komma så långt som möjligt ifrån varandra. Det är då rimligt att anta att de kommer fördela sig symmetrisk över föremålets yttre yta. Laddningarna är aldrig inne i ämnets inre utan de håller sig till det yttre enligt bilden till höger.
Ett tunt ledande skal brukar kallas för Faradays bur, detta okkefter Michael Faraday (1791-1856). Den fungerar på så sätt att inga laddningar kan ta sig in i eller ut ur buren fungerar den som ett skydd mot laddningar utifrån. Se bilden till höger.

Denna upptäckt har lett till man inom företag där man arbetar med hemlig information har en bur kring sina datorer för att de inte ska kunna avlyssnas. Det är också allmänt känt att man är säker i en bil vid åskväder då den fungerar som en bur om blixten skulle slå ner.

Elektrisk fältstyrka

Om man placerar en laddning i ett inhomogent elektriskt fält skulle laddningen påverkas av en kraft som är proportionell mot laddningens storlek. Enheten för elektriskt fältstyrka är N/C.skarmklipp

Homogent elektriskt fältBildresultat för homogent elektriskt fält

Antag att två metallplattor laddas upp med olika laddningar, ligger plattorna nära
varandra kommer fältlinjerna i stort sett vara parallella. Det innebär då att fältet är homogent, med andra ord, fältstyrkan (E) är konstant. Spänningen mellan plattorna tecknas med variabeln (U) och avståndet med (d). Kraften på laddningen (Q) är (F). Arbetet som krävs för att flytta laddningen från en platta till den andra (W) uttryckas som:arefawef

Detta medför:afewfa

Vilket ger oss två möjliga sätt att räkna ut den elektriska fältstyrkan i ett homogent fält

Om man lägger en spänning U i ett homogent elektriskt fält. Antag att avståndet mellan plattorna är d. Sambandet som kan ställas upp då lyder.wwerw

 

 


Lämna en kommentar