Elektrisk felt
Coulombs lov, feltstyrke og feltlinjer, spenning og potensial, ladde partikler i felt, kondensatoren og RC-kretsen.
Faglig kvalitetssikret av lærere og toppstudenter · Følger læreplanen (LK20) · Sist oppdatert 2026-09-16
1. Elektrisk ladning: to fortegn og én minste porsjon
Tre ruter: like ladninger frastøter og ulike tiltrekker, elementærladningen e = 1,60·10⁻¹⁹ C, og forskjellen på en leder og en isolator.
2. Coulombs lov: kraften mellom to ladninger
Formelen F = k·|q₁q₂|/r² med hvert symbol forklart, og to regnede eksempler på samme avstand der kraftpilene er i samme målestokk.
3. Coulombkraften avtar med kvadratet av avstanden
En beregnet kurve for kraften mellom 2,0 µC og 3,0 µC fra 0,05 til 0,40 m, med de to skissene i samme målestokk ved siden av.
4. Feltstyrken E = F/q måles med en prøveladning
En kildeladning på 5,0 nC og to prøveladninger på samme avstand: dobbel prøveladning gir dobbel kraft, men samme feltstyrke.
5. Feltstyrken fra en punktladning avtar som 1/r²
En beregnet kurve og en verditabell for E = k·|Q|/r² rundt en ladning på 5,0 nC, fra 0,10 til 0,50 m.
6. Feltlinjer: fire regler som holder overalt
Fjorten numerisk integrerte feltlinjer ut fra en positiv og inn mot en negativ ladning, med de fire reglene og forklaringen på hvorfor linjer aldri krysser.
7. Dipolfeltet og feltsummen på midtnormalen
Seksten integrerte feltlinjer fra +Q til −Q, og vektorsummen i et punkt på midtnormalen der de vannrette komponentene opphever hverandre.
8. To like ladninger: feltet blir null midt mellom
Integrerte feltlinjer fra to positive kuler på 7,0 nC, og en beregnet kurve for feltkomponenten langs linja mellom dem.
9. Feltsummen i et punkt over to like ladninger
To kuler på 7,0 nC i x = ±4,0 cm og et punkt P 2,0 cm opp på y-aksen: bidragene, summen 2,8·10⁴ V/m og akselerasjonen 0,14 m/s².
10. Homogent og inhomogent elektrisk felt
Til venstre integrerte feltlinjer som glisner mot høyre og en akselerasjon som faller til 0,31 av utgangsverdien; til høyre parallelle linjer og like lange piler.
11. Platekondensatoren: E = U/d
To plater med 200 V og 5,0 mm avstand gir 4,0·10⁴ V/m og kraften 6,4·10⁻¹⁵ N på et elektron, med en beregnet kurve for E som funksjon av plateavstanden.
12. Ekvipotensiallinjer: der feltet ikke gjør arbeid
Fire beregnede ekvipotensialringer rundt en punktladning med 100 V mellom hver, og en platekondensator der 200 V deles i fem like trinn på 40 V.
13. Arbeid, spenning og elektronvolt
Et elektron over 1000 V får 1,60·10⁻¹⁶ J = 1000 eV, med en beregnet graf for hvordan energien vokser jevnt over veien og en tabell for tre spenninger.
14. Akselerasjonsspenning og elektronfart
En beregnet kurve for v = √(2eU/m): 100 V gir 5,9·10⁶ m/s, 1000 V gir 1,9·10⁷ m/s og 6000 V gir 4,6·10⁷ m/s.
15. a = qE/m: samme kraft, helt ulik akselerasjon
Et elektron og et proton i det samme feltet på 500 N/C kjenner samme kraft, men akselerasjonene skiller seg med faktoren 1836.
16. Elektronbanen mellom to plater
Et elektron går vannrett inn midt mellom to plater og faller 2,0 cm på 7,5 cm: en beregnet parabel som gir a = 1,2·10¹⁵ m/s² og E₁ = 6,8·10³ V/m.
17. Elektronet kastes skrått ut i feltet
Et elektron sendes ut fra den positive plata i 43° med 3,0·10⁶ m/s: en symmetrisk parabel 0,60 cm høy som lander 2,55 cm unna etter 1,2·10⁻⁸ s.
18. Kapasitans og energien i kondensatoren
C = Q/U og C = ε₀A/d ved siden av en beregnet kurve for E = ½CU² på en kondensator på 1000 µF: 4,5 mJ ved 3 V, 18 mJ ved 6 V og 72 mJ ved 12 V.
19. RC-kretsen: lading og utlading
Kretsen med R = 10 kΩ og C = 1000 µF gir τ = 10 s, og to beregnede eksponentialkurver treffer 63/86/95/99 % og 37/14/5/1 % ved 1, 2, 3 og 5 τ.
Relaterte sider
- Visual Learning
- Visuell Fysikk 2
- Fysikk 2
- Elektrisk ladning: to fortegn og én minste porsjon
- Coulombs lov: kraften mellom to ladninger
- Coulombkraften avtar med kvadratet av avstanden
- Feltstyrken E = F/q måles med en prøveladning
- Feltstyrken fra en punktladning avtar som 1/r²
- Feltlinjer: fire regler som holder overalt
- Dipolfeltet og feltsummen på midtnormalen
- To like ladninger: feltet blir null midt mellom
- Feltsummen i et punkt over to like ladninger
- Homogent og inhomogent elektrisk felt
- Platekondensatoren: E = U/d
- Ekvipotensiallinjer: der feltet ikke gjør arbeid
- Arbeid, spenning og elektronvolt
- Akselerasjonsspenning og elektronfart
- a = qE/m: samme kraft, helt ulik akselerasjon
- Elektronbanen mellom to plater
- Elektronet kastes skrått ut i feltet
- Kapasitans og energien i kondensatoren
- RC-kretsen: lading og utlading