Hur är det elektriska
•
Elektrisk laddning är en egenskap hos föremål eller partiklar som beskriver hur starka elektriska krafter som de förmår att skapa.
Ett föremål kan antingen ha en negativ eller positiv elektrisk laddning.
Hur stor en elektrisk laddning är mäts i enheten Coulomb som förkortas med C.
Tumregeln när det kommer till den elektriska kraften är att laddningar med samma tecken repellerar varandra.
Medan laddningar med olika tecken attraherar varandra.
Detta innebär att för två partiklar med positiv laddning så kommer den elektriska kraften att pressa dem ifrån varandra.
Desamma gäller två partiklar med negativ laddning.
I fallet då en partikel med positiv laddning befinner sig i närheten av en partikel med negativ laddning så kommer partiklarna att attrahera varandra.
De upplever därför en kraft som pressar dem mot varandra.
På en atomärnivå innebär alltid en elektrisk laddning att det finns ett överskott eller underskott på elektroner.
En elektron har laddningen: $-1,602\c
•
Elektriskt fält
Elektriskt fält orsakat av positiv samt negativ laddning
Ett elektriskt fält alstras av elektriskt laddade partiklar och tidsvarierande magnetfält. Det elektriska fältet beskriver den elektriska kraft som verkar på en orörlig positivt laddad testpartikel i varje punkt i rummet i förhållande till fältets källor (genererande elektriska laddningar). De första stegen mot den moderna behandlingen av det elektriska fältet togs av Michael Faraday.
Det elektriska fältet är ett vektorfält där fältvektorn (fältstyrkan) har SI-enhetennewton per coulomb (N C-1), eller (helt ekvivalent) volt per meter (V m-1). Fältets riktning i en given punkt definieras som riktningen av den kraft som uppkommer på en positiv testladdning i punkten. Beloppet av fältet definieras som kvoten mellan kraftens belopp och laddningens storlek. Ett elektriskt fält innehåller elektrisk energi, med en energitäthet proportionell mot kvadraten på fältstyrkan.
En laddning i rörelse o
•
Exempel 1
En partikel med laddningen 14,3 μC befinner sig i ett homogent elektriskt fält och påverkas av en kraft på 4,0 mN.
Beräkna den elektriska fältstyrkan för fältet.
Lösning
Fältstyrkan definieras av:
$E = \frac{F_E}{q}$.
Sätter vi in våra värden från uppgiftstexten så får vi:
$E = \frac{4,0\cdot 10^{-3}}{14,3 \cdot 10^{-6}}.$
Avrundat till två värdesiffror kan vi alltså svara att fältstyrkan är på $0,28$ kN/C.
Exempel 2
I ett homogent elektriskt fält med fältstyrkan 30 N/C placeras tre stycken partiklar.
Utgå ifrån partiklarnas laddning i bilden och beräkna den kraft som varje partikel påverkas av från det elektriska fältet.
Lösning
Återigen ska vi använda formeln:
$E = \frac{F_E}{q}$.
Denna gången vet vi att: $E = 30$ N/C och vi har även laddningen för respektive partikel.
Krafterna blir därför:
$F_1 = E \cdot q = 30 \cdot 1,0 = 30$ N,
$F_2 = E \cdot q = 30 \cdot 2,0 = 60$ N samt
$F_3 = E \cdot q = 30 \cdot (-4,0) = -120$ N.