Kap. 23 Elektrisk potensial. Eks. 1, forts. av: Hvor stor er 1 coulomb? Kap 23

Transkript

1 Kp 23 Kp. 23 Elektsk potensl Skl defnee på gunnlg v elektsk felt E: Elektsk potensell eneg, U Elektsk potensl, V (Ketsteknkk: El. potenslfoskjell spennng) Aed keves fo å føe smmen ldnnge Påføt ed g potensell eneg 1C 1C Ekvpotenslflte Potenslgdent og elektsk felt. E Postve ldnnge flle etnng E Eks. 1, fots. v: Hvo sto e 1 coulom? Du og dn kmet/vennne holde hve e kule med ldnng +1, C. Dee evege dee mot hvende f uendelg et elles elektsk nøytlt om ) Hvo næme kn dee komme hvende? Ant dee kn tykke med F 5 N hve. (Sv: 4,2 km) ) Hvo stot e det elektske feltet vstnd 4,2 km? (Sv: 5 N/C) c) Hvo mye ed fo å føe dee smmen f tl 4,2 km? (nt en v dee stå o) d W q1e d l qkq Nm /C (1C) 2,1 MJ 2 4,2 km elle U 1 1 kqq 4,2km ( ) 9 1 Nm /C (1C) 2,1MJ (som å løfte 1 kg 2,2 km opp, elle c. ¼ v koppens eneguk pe dg) 1

2 Kp 23 Eks. 2 Y&F Ex To og te punktldnnge ) Fnn potensell eneg tl q 1 og q 2 ) Fnn nødvendg ed fo å plssee q 3 Kp. 23, så lngt Elektsk potensell eneg, U U U q E dl E dl Defnsjon: (23.2) : E-feltet e konsevtvt: (ed uvhengg vegen) U() qq 1 Rundt pkt.ldnng, eltvt : (23.9) potensell eneg fo q 3 ) Fnn totl potensell eneg Elektsk potensl V ( U/q ) : Reltvt potensl, f def. v pot.en: U V V E d l (23.17) Asolutt potensl (eltvt ): undt én punktldnng: undt mnge punktldnnge: undt kontnuelg ldnnge: U q 1 q V( ) (23.14) V( ) (23.15) V( ) (23.16) Eks. 3, fots. v: Hvo sto e 1 coulom? Du og dn kmet/vennne holde hve e kule med ldnng +1, C. Dee evege dee mot hvende f uendelg et elles elektsk nøytlt om ) Hvo næme kn dee komme hvende? Ant dee kn tykke med F 5 N hve. (Sv: 4,2 km) ) Hvo stot e det elektske feltet vstnd 4,2 km? (Sv: 5 N/C) c) Hvo mye ed fo å føe dee smmen f tl 4,2 km? (nt en v dee stå o) (Sv: 2,1 MJ) d) Hv e potenslfoskjellen mellom dee (ved 4,2 km)? Enklest, f utegnet ed pkt c): V W/q 2 2,1 MJ / 1, C 2,1 MV Elle f potensl undt punktldnng: k q 1 / 9, 1 9 Nm 2 /C 2 1, C / 4,24 km 2,12 MV 2,1 MV 2

3 Kp 23 Beegnng v potensl: Metode 1, Supepossjon v punktldnnge (V el. ): dskete ldnnge: V( ) (23.15) kontnuelg ldnnge: 1 dq V( ) (23.16) V V V( ) V( ) Eks. 4: V undt dpol (Øvng 4) Fnn potensl V (eltvt uendelg) undt dpol z x V( ) V( ) V V E dl F defnsjonen, nå E e kjent: V V E d l (23.17) Eks.5: V mellom to (uendelge) pllellplte (Y&F Ex. 23.9) E f tdlgee: E σ/ε V( ) V( ) V V E dl E σ/2ε +σ Eks 5B: Flteldnng y V V( ) V( ) V V E dl V(y) (Y&F Fg 23.18) høyest V(y) på plt, vt på egge sde 3

4 Kp 23 E f Eks.3 kp 22 (Ex. 22.5): Eks.6: V nn og utenfo ldet ledekule (Y&F Ex. 23.8) V( ) V( ) V V E dl (Y&F Fg 23.17) Metode 1 fod: Vnskelgee å fnne E(x) (Eks. 4 kp 21) enn å fnne V(x) Eks.7: V på ksen tl tynn ng (Y&F Ex ) dq (Y&F Fg 23.21) V V E d l Eks.8: V nn og utenfo unfomt ldd kule Eks.9: V undt uendelg lng lnjeldnng (Y&F Ex 23.1) Metode 2 E f Eks.1 kp 22 (Ex. 22.9): V V E d l (Y&F Fg 22.22) E f Eks.3,kp.21 (Ex.21.11): Refensepunkt : og e egge uukelge. E λ 2 πε 1 πε V V E d l 4 Metode 2 V( ) λ Ed ln 2 πε 4

5 Kp 23 Eks.6: V nn og utenfo ldet ledekule (Y&F Ex. 23.8) Gdenten tl en skl e en vekto: (f fomelsmlng s. 2): Ktesske kood: Sylndekood: - devet - nteget V( ) E d Kulekood: (Y&F Fg 23.17) Gvtsjonen h også ekvpotenslflte. Høydekote på kt e skjæng mellom epf. og teenget: Dpol Mtl-gf f øvng 6: + - 5

6 Kp 23 Kp. 23: Oppsummeng 1 Elektsk potensl Kp. 23: Oppsummeng 2 Elektsk potensl Løsnngsmetodkk fo E og V: Hvs E enkel å fnne (eks. f Guss' lov): Bestem E, deette V f Metode 2. Hvs V enkel å fnne (f metode 1): Bestem V, deette E f E gd V Enhet: [V] J / C volt V Enegenhete: 1 CV tlleggseneg fo 1C ved å flytte 1 V høyee 1 J 1 ev tlleggseneg fo 1e ved å flytte 1 V høyee,16 J Ldnnge kn flyttes uten ed på ekvpotenslflte. E e noml tl ekvpotenslflte. Elektsk lede e på en og smme potenslflte. Asolutt potensl defnet eltvt E og V undt ulke ldnngssmlnge E og V undt ulke ldnngssmlnge Fo lle: dv E () d dv Ez ( ) dz E() 6