Elektriske felt binder sammen ladning, kraft, energi og bevegelse. For å løse oppgaver sikkert må du vite hva begrepene betyr, hvilke som er vektorer, hvilke som er skalarer, og hvordan modellene henger sammen. Denne artikkelen forklarer de sentrale begrepene i Fysikk 2 med definisjoner, formler og eksempler.
Hva er et elektrisk felt?
Et elektrisk felt er et område der en elektrisk ladning kan påvirkes av elektrisk kraft. Feltet opprettes av andre ladninger. I stedet for å beskrive direkte «virkning på avstand» sier vi at en kildeladning skaper et felt i rommet, og at en testladning påvirkes av dette feltet.
Feltstyrken defineres som kraft per positiv testladning:
E = F/q
Her er E elektrisk feltstyrke, F elektrisk kraft og q testladningen. Feltstyrken er en vektor. Retningen defineres som retningen kraften ville hatt på en positiv testladning. En negativ ladning får derfor kraft motsatt feltretningen. Enheten kan skrives N/C eller V/m.
Coulombs lov og feltet fra en punktladning
Kraften mellom to punktladninger beskrives av Coulombs lov:
F = k |Qq|/r²
Her er Q og q ladningene, r avstanden mellom dem og k Coulomb-konstanten. Like ladninger frastøter hverandre, mens ulike ladninger tiltrekker hverandre. Retningen ligger langs linjen mellom ladningene.
Ved å dele kraften på testladningen får vi feltet fra en punktladning:
E = k |Q|/r²