Elektricitet Fysik 1
Intro
Läxa: Elens historia i Sv till tisdag.
Titta på:
- historik
- källör
- Diskussion
- Författare
- Länkar till och från
- Visningar
Frågor
Svara skriftligt per mejl.
- Det finns två hack i kärnkraftselens kurvor,,
- Ett stort svenskt bolag bildas på uppfinningar inom elen. Vad heter boloaget idag?
- Är artikeln trovärdig och tillförlitlig? Hur vet vi det?
Förslag på svar på frågorna om elektricitetens utveckling i Sverige.
Formelsamling: Formler och tabeller NoK
- Elläraformler sid 46-48
- Elläratabeller sid 70
Inlämningsuppgift på Wikiskola
Eftersom ellära är ett välkänt område där det finns mycket info på nätet kan vi våga oss på en annorlunda övning.
Alla får en inloggning på wikin. Sedean ska vi bygga en gemensam lärobok. Den ska innehålla:
- text som förklarar
- fria bilder från commons
- animeringar
- länkar
- exempel
- övningsuppgifter med facit
Ni kommer att få ett avsnitt var att arbeta med. Kanske flera personer per avsnitt.
Repetition av grundskolans ellära
Repetera grunderna inom elläran genom att titta på presentationen till höger
Eller läs sidan om Ellära på denna wiki.
Elektriska fält, energi och spänning - repetition
| Definition |
|---|
| Elektrisk fältstyrka
Elektriskt fält definieras som elektrisk kraft per enhetsladdning. Fältets riktning är samma som riktningen för kraften fältet ger på en positiv testladdning. Det elektriska fältet pekar alltså exempelvis radiellt utåt från en positiv punktladdning och radiellt inåt mot en negativ punktladdning. Matematiskt sett definieras alltså det elektriska fältet som proportionalitetskonstanten mellan elektrisk laddning och elektrisk kraft:
där
Enheten för elektrisk fältstyrka är N/C eller V/m. |
Homogent elektriskt fält
Elektriska fält och potentiell energi
Elektrisk potential på grund av en punktformad laddning
En elektrisk potential skapas av en punktformad laddning Q, på avståndet r från laddningen kan härledas till:
- [math]\displaystyle{ V_\mathbf{E} = \frac{1}{4 \pi \varepsilon_0} \frac{Q}{r}, \, }[/math]
där
- ε0 är den elektriska konstanten (för vakuum). Den elektriska konstanten benämns också 'permittiviteten för tomrum. Den är en fysikalisk konstant som förbinder enheten för elektrisk laddning med de mekaniska enheterna. Inom SI är dess värde
- [math]\displaystyle{ \varepsilon_0 \approx 8,\! 854 187 817 \cdot 10^{-12} }[/math] F/m.
Förenklad förklaring
Som ovan skriver man oftast formlerna i handböcker och läroböcker på högskolenivå men vi skriver förenklat:
| Definition |
|---|
’Spänning'
eller
där man definierar spänningen U som energin W per laddning Q:
|
Om vi dessutm använder att [math]\displaystyle{ : F s }[/math] och byter s mot r som ju också är en benämning av avståndet har vi [math]\displaystyle{ W = F r }[/math] kan vi skriva:
- [math]\displaystyle{ U = \frac{W}{Q} = \frac{F r}{Q} =k \frac{Q Q r}{Q r^2}\ = k \frac{Q}{r}\ }[/math]
Då går vi vidare:
- [math]\displaystyle{ W = F d }[/math] men enligt ovan har vi också att [math]\displaystyle{ W = U q }[/math]
ja nu bytte vi bokstav på avståndet igen !
- d är avståndet (sträckan) (s används ju ibland och r likaså ...)
I så fall är [math]\displaystyle{ F d = U q }[/math] <==> [math]\displaystyle{ \frac{F}{Q} = \frac{U}{d} }[/math]
I förra definitionsrutan har vi ju att [math]\displaystyle{ E = F/q }[/math] och i så fall är även [math]\displaystyle{ E = U/d }[/math] som blir nästa formel.
| Definition |
|---|
Homogent elektriskt fält
där
|
Ännu enklare förklaring
Kraften på en laddning i ett elektriskt fält är F = Q E
Om laddning flyttas mot fältet utförs arbetet W = F d = Q E d
men U = E / Q = E d och allts är
E = U / d
Spänning och fältstyrka i homogena fält
Något att tillägga?
Elektrisk ström
Vi har tidigare lärt om laddningar. Laddningar kan ju samlas i en isolator som exempelvis en ballong som gnids mot håret. Detta gäller för isolatorer. Många material är elektriska ledare och då kan man inte skapa ansammingar av laddningar för där leds laddningarna bort och fördelar sig jämnt i ledare. Om man fyller på ladningar och dessa flyter iväg genom ledare har man en ström av laddningar vilket kallas elektrisk ström.
Formlerna nedan finner du i formelsamlingen s 46-48. Elektriska data finner du på sidan 70, exempelvis resistiviteter.
Elektrisk ström, I
I = q/t där q är laddningen, t är tiden
Elektrisk potential
Elektronkanonen
Tillämpningar inom
- tjockt-TV
- Röntgen
- elektronrör i gamla datorer och förstärkare
- litografi för IC-kretsar
Facit till uppgifterna - Heureka kapitel 7
| Uppgift |
|---|
'Skriv lösningen snyggt’
Så här kan du skriva formler med LaTeX:
|