| home |
Laddade partiklar påverkar varandra med elektriska krafter. Kraftens storlek beräknas med Coulombs lag:
F = k·Q1·Q2
r²
Om laddningarnas tecken är lika är krafterna repulsiva, annars attraktiva.
Finns tre eller fler laddningar beräknas den resulterande kraften genom att krafterna beräknas mellan två partiklar åt gången och sedan lägga ihop krafterna med riktning.
Om en laddning blir dubbelt så stor blir krafterna som påverkar båda laddningarna dubbelt så stora. Båda krafterna är lika stora men motsatt riktade.
Om avståndet mellan laddningarna blir dubbelt så stort, kommer krafterna mellan laddningarna att bli 1/4 så stora.
Experimentera med GeoGebra
Coulombs lag är uppkallad efter Charles-Augustin de Coulomb (1736 - 1806).
Det elektriska fältet kring punktladdningar fås med Coulombs lag. Fältet storlek bestäms av sambandet
F = E·Q
Se på Coulombs lag:
F = k·Q1· Q
r²
Skriver man ena laddningen Q för sig själv får man fram uttrycket för
fältstyrkan:
E = k·Q
r²
Är laddningen en kula med radie r räknas fältstyrkan från kulans centrum. Alla punkter som ligger innanför kulans yta har fältstyrkan = 0. Punkter som ligger utanför ytan har fältstyrka ≠ 0 och beräknas enligt formeln:
E = k·Q
r²
Finns fler laddningar är fältstyrkan i punkten summan av fältstyrkorna från de olika laddningarna. Beräkna fältstyrkan från varje laddning i punkten och addera fältstyrkorna med riktning.
FE = U · Q
d
En laddad partikel som befinner sig i ett elektriskt fält och i tyngkraftfältet påverkas av en elektrisk kraft FE och en tyngdkraft mg.
E = U
d2. En laddning med massan m hålls svävande i ett elektriskt fält. Tyngdkraften är då lika stor som den elektriska kraften.
En laddad partikel som befinner sig i ett elektriskt fält påverkas av en kraft FE = E · Q.
Partikeln vill röra sig då den påverkas av krafter och dess hastighet ändras. Det elektriska fältet förändrar partikelns rörelseenergi.
Flyttar sig partikeln från ena plattan till den andra och avståndet är d blir förflyttningsarbetet
FE · d = E · Q · d
Spänningen mellan plattorna U = E · d
vilket ger
Arbetet = FE · d = E · Q · d = U · Q
En laddad partikel rör sig från en punkt till en annan punkt där spänningsskillnaden mellan punkterna är U.
Energin som partikeln får eller lämnar blir
E = U · Q.
Rör sig partikeln sträckan d i ett elektriskt fält med fältstyrkan E blir energiändringen
E = E ·Q · d
Finns inga andra krafter kommer denna energiförändring att bli rörelseenergi Ek = ½ m v²
E = U · Q = ½ m v²
eller
E = E · Q · d = ½ m v²
| home |