Sammendrag i Fysikk Sjekk http://www.oysk.com/ for flere sammendrag, elevøvelser og oppgavesett til ressurshefter i norsk! Elektrisk felt Gjenstander med samme ladning frastøter hverandre, mens gjenstander med ulike ladninger tiltrekker hverandre. Charles Coulomb (1736-1806) var en av de første som klarte å måle kreftene mellom elektriske ladninger. Den loven han oppdaget, har Newtons gravitasjonslov som forbilde. Han tenkte at kreftene mellom to ladninger virker på lignengde måte som gravitasjonskrefter mellom to masser. Coulombs lov: F=k*(Q1*Q2)/r^2. Kreftene mellom to elektriske ladninger er proporsjonale med ladningene og omvendt proporsjonale med kvadreatet av avstanden mellom dem. Konstanten, k, er avhengig av de mediet ladningene er i. For vakum: k=8,99*10^9 (Nm^2/C^2) (Coulombkonstanten). Kraften kan være frastøtende eller tiltrekkende! 1C=6,25*10^18e Elektrisk overskuddsladning som er i ro i en leder, sitter på den utvendige overflaten av lederen. Et elektrisk felt er et område der det virker elektriske krefter på en ladd prøvegjenstand (elektriske ladninger). Feltstyrke: E=F/q (N/C el. V/m)(homogent) =k*Q/r^2 (radielt), Q er ladningen til kulen i sentrum. Elektrisk kraft pr. ladning. Uavhengig av prøveladningen. Feltstyrken, E har samme retning som kraften, F når q er positiv. Elektriske felt blir ofte illustrert med feltlinjer. Der tettheten mellom linjene viser feltstyrken. For elektriske felt har feltlinjene samme retning som den elektriske kraften på en positiv prøveladning. Altså fra positiv til negativ plate. Homogent felt: F er tilnærmet konstant, feltstyrken har samme retning og absoluttverdi overalt i feltet. Eks. felt mellom to parallelle metalllater som er koblet til en likespenningskilde. Homogent felt: Spenning, 2FY: U=W/q (J/C=V). W=F*d=qE*d. U=W/q=E*d. E=U/d. Der d er avstanden mellom platene. Dipolfelt er et felt rundt to elektriske ladninger med motsatte ladninger. Den elektriske feltstyrken er lik vektorsummen av feltstyrkene fra de to enkeltladningene, E=E1+E2(vektor, Fres). På samme måte kan man gjøre med det elektriske feltet rundt to like ladninger (ikke dipol). Når en ladd partikkel flytter seg i et elektrisk felt, er arbeidet til den elektriske kraften gitt ved: W=q*U (J=eV), der U er spenningen mellom startpunktet og sluttpunktet. (Langs feltet) Når en partikkel med ladning q blir akselerert fra ro av en spenning U, får partikkelen den kinetiske energien: Ek=q*U (Wres=deltaEk => q*U=Ek-0=Ek. Farten til ladningen blir da: 1/2mv^2=q*U => v=kvadrat(2*q*U/m). Elektronvolt: Energienhet, 1eV er den energien et elektron får når det er akselerert gjennom et felt med spenning på 1V (1,60*10^-19J). For ladninger som beveger seg på tvers av et homogentfelt kan vi bruke bevegelsesformlene for vannrett kast. vx=v0, x=v0*t, vy=a*t, y=1/2*a*t^2. a=F/m=q*E/m. Et oscilloskop er et apparat som viser spenningen som funksjon av tiden, U(t) for en krets ved at elektroner blir avbøyd av elektriske felt som er koblet til en krets. Potensiell energi er lik arbeidet som blir utført på en gjenstand mot den kraft den potensielle energien er tilknyttet. Potensiell energi i et homogent felt: En ladning q som har avstanden s fra nullnivået i et homogent elektrisk felt med feltstyrke E, har den potensielle energien: Ep=qEs. Når vi slipper (+) beveger ("faller") den mot -, Def: Ep=0 ved -. For å "løfte" (+) i feltet: W=F*s=q*E*s=Ep. Ep minker når s minker ((+) "faller" i det elektriske feltet). Når q<0 samme 0-nivå, men Ep<0 alle andre steder. En prøveladning q som er i det elektriske feltet rundt en ladd kule, har en potensiell energi: Ep=kQq/r, der Q er kuleladningen og r er avstanden til kulesenteret. Når ladningene har samme fortegn er Ep>0 men minker mot null når r->uendelig. Når ladningene har ulike fortegn er Ep<0 og øker mot null når r->uendelig. En ladning som beveger seg fritt i et elektrisk felt, har konstant totalenergi, Etot=Ek+Ep. Konstant ved "fritt fall" (bare Fe virker) Hvis vi slipper den løs vil Ep minke og Ek øke. Da elektronet ble oppdaget på slutten av 1800-tallet regnet fysikkerne med at det måtte finnes en elementærladning (minste ladning), og alle elektriske ladninger måtte være et helt tall multiplisert med elementærladningen. Ved å sende inn ladde partikkler inn i et homogent felt og justere feltstyrken slik at den elektriske kraften var lik gravitasjonskraften kunne man regne ut elementærladningen => qE=mg => q=mg/E.