Ladning og kapasitans

Transkript

1 FY13 Elektisitet og magnetisme Vå 9 Faglæe: Tho Bent Melø Institutt fo fysikk, NTNU Laboatoieøvelse 3 Ladning og kapasitans I denne laboatoieoppgaven vil vi studee sammenhengen mellom kapasitans, ladning og spenning. Ladningsmengde måles ved hjelp av et Faaday bu og elektomete. Det e en spenningsmåle som tilnæmet ikke tekke støm. Fø vi pesentee det ekspeimentelle oppsettet, vil noen emne i elektostatikk bli gjennomgått. Genseflatebetingelse og enkle symmetiagumente bukes fo å finne elektiske felte. Faadays isbøtte ekspeiment Figuen vise det histoiske ekspeimentet til Faaday; isbøtte-ekspeimentet. Bøtten e av metall og stå på et isoleende undelag. En ladet metallkule, som henge i en isoleende tåd, senkes ned i bøtten og lokket settes på. Som vist indusees ladninge på veggene i bøtten. Nå kula komme i kontakt med innsida av bøtta bli nettoladning på innsideveggen null, som følge av Gauss` lov. Ved å måle spenningen som bøtta ha i fohold til jod kan ladningen på kula måles. I denne oppgaven vil måling av ladningsmengde gjøes på liknende vis. FY13 Elektisitet og magnetisme, laboatoiekus 1

2 Laboatoieoppgave 1: Genee og mål ladninge på ulike ladningsgivee. Ladninge podusees ved kontakt gnidning mellom to ulike stoffe og en buke Pasco datalogge systemet (Chage senso) til måling av ladninge. a: Mål kapasitansen til en platekondensato med tilkoblet elektomete. Dette gjøes ved å øse ladning fa en oppladet kule til den faste platen i en platekondensato. Ladningsmengden () måles med Pasco chage senso, og spenningen ove kondensatoplatene (V) med en Neva spenningsmåle. Buk følgende oppkobling: ladningsøse Cp Cm jod spenningskilde kulekondensato jod platekondensato med elektomete Legg kuleelektoden på 1 V i fohold til jod. Det vil medføe at en viss ladningsmengde ligge på kuleoveflata. La avstanden mellom platene i platekondensatoen væe et sted mellom 1 og 4 cm. Beø kuleoveflata med den metalliske øsa, mål ladningen den ha fått, og bing den i metallisk kontakt med den faste plata på platekondensatoen. Gjenta dette og obseve spenningen mellom platene fo hve gang. Ekspeimentato, Faaday bu og elektomete må væe jodet. Definisjonen av kapasitans e: C =. Kapasitansen finnes som ladning dividet på målt V spenning V. Du kan famstille: ( n) = n, de (n) e ladningen ette n oveføinge med ladningsøsa og e ladningen ette en oveføing, som funksjon av målt spenning V. Kapasitansen C finnes som vinkelkoeffisienten til den ette linjen (buk Excel). b: Beegn kapasitansen fo dette systemet. Målt kapasitans kan sammenliknes med beegnet kapasitans fo dette systemet, som e to kondensatoe koblet i paallell; Pasco kondensatoen (P) og målekondensatoen (m). Samlet kapasitans e: P m C = ( C p + Cm ) = ( + ), d d P m de e plateaealet, som e: Dielektisitetskonstanten e: P P m m = π, P = 8.8 cm, d P = cm og ; = π ; m =.9 cm, d m =.1 cm = 8.85 Fm. Beegn denne i Excel. FY13 Elektisitet og magnetisme, laboatoiekus

3 3: Mål ladning fa ulike stede på en kondensato som funksjon av spenning mellom kondensatoplatene. En spenningskilde med vaiabel utgangsspenning kobles til en platekondensato. Ladninge måles med et Faadaybu og et tilkoblet Neva elektomete. 3a: Øs ladning fa midten av platen til Faadaybuet, mål ladningen og plotte denne som funksjon av kondensato spenningen. La spenningen på den faste kondensato platen vaiee mellom V og 1V; i skitt på V. 3b: Gjø det samme nå du øse ladning fa kanten av kondensatoplata. Fokla foskjellen. ladningsøse Pasco platekondensato Fadaybu Neva potensialmåle med spenningskilde Ladningen bestemmes igjen ved buk av sammenhengen mellom ladning of kapasitans: = C V, de C e samlet kapasitans fo Faadaybuet og måleplaten (.17 nf og.31nf). Mål denne med et univesalinstument. Hvofo e det støe ladningstetthet på en kummee oveflate? Sva: La oss betakte to kule med foskjellig adius som e koblet sammen med en ledning. ledning kule, 1 kule, Ledningen vil søge fo at kulene befinne seg på likt elektisk potensial. q1 q = 4π 4π 1, elle : 4π1 σ 1 4π 1 = 4π1 σ 4π 1 σ = σ, elle: 1 σ e oveflate ladningstettheten. Demed se en at en kummee flate vil ha støe oveflateladningstetthet. 4: Finn ladning på en van de Gaaf kule med tilkoblet platekondensato og elektomete. Finn og tilleggs-kapasitansen til systemet. Dette gjøes ved å måle kondensatospenningen ved buk av et Leybold elektomete (kvadantelektometeet) som funksjon av avstand mellom platene. Lad opp en Leybold platekondensato som e sammenkoblet med en van de Gaaf kule. Ta tett med målepunkte ved små plateavstande. Plott inves spenning som funksjon av inves avstand og bestem samlet ladning og tilleggskapasitansen C e. FY13 Elektisitet og magnetisme, laboatoiekus 3

4 Systemet bestå av en sammenkoblet kulekondensato, platekondensato og elektomete. Van de Gaaf kula lades opp ved at en metallkniv beøe et bevegelig gummibånd. I kontaktpunktet oppstå motsatte ladninge, og ladningen på gummibåndet, som e en isolato, tanspotees med båndet til innsida an en kule. Inne i kula beøe gummibåndet en metallspiss festet til innsida av kula, og ladning flyte til utsida av kula, i følge Gauss lov. Elektomete platekondensato med vaiabel avstand Sammenkoblet van de Gaaf geneato, platekondensato og elektomete. Behandling av målinge: Systemet e elektisk isolet og demed e samlet ladning () konstant. Kapasitanen til platene ( C ), kula ( C ) og ekstakapasitansen ( C, ledninge og p elektomete) e koblet i paallell og sammenhengen mellom ladning på systemet og spenningen (V) e da: = ( C p + Ck + Ce ) V, de C p =. d Denne likningen kan omfomes til: = Ck + Ce + 1 Ck + Ce 1, elle; = + ; V d V d k e som ved sammenlikning med: y = y + k x, sie at det vil bli en lineæ sammenheng mellom inves spenning, foutsatt at e konstant, og inves plateavstand. Famstille inves V mot inves avstand i Excel og buk lineæ kuvetilpasning. Vinkelkoeffisienten skal i følge dette bli: k = 1, og skjæingspunktet med x-aksen: Ck + Ce y =. Du få fomelen fo kuven ved å høyeklikke på data i Exceldiagammet; Legg til tendlinje;-lineæ; Høyeklikk på linjen; fomate tendlinje; gå til altenativ; Vis fomel. Buk SI enhete. Finn ladningen som: = og ekstakapasitansen ut fa: k Ce = y Ck = y 4π R. Plateaealet e: = π, de = 1.9 cm. Kulas adius e: R = 8 cm. FY13 Elektisitet og magnetisme, laboatoiekus 4

5 5. Bestem dielektisitetskonstanten til et plastmateiale. Buk Leybold kondensatoen med en fast ladning og Neva elektometeet. Les av spenningen mellom platene, sett en plastskive inn mellom kondensatoplatene og les av spenningen, ta den ut igjen og les av spenningen pånytt. platekondensato Neva måle Oppsett fo måling dielektisitetskonstant i plast Platekondensatoen (C k ) og kondensatoen til Neva potensialmåle (C n ) e koblet i paallell. Nå det sitte en ladningsmengde på disse, som e isolet fa jod, vil spenningen (V 1 ) bli: = C V = ( C + C ) V k n 1 Desom ommet mellom platene e fylt med plast (p), som ha elativ dielektisitetskonstant, vil kapasitansen og demed spenningen (V ) endes; p p = C V = ( Ck + Cn ) V, de, Ck = Ck V1 Cn V1 Nå disse likningen løses mhp fås: = + ( 1) V C V V 1 og V leses av på elektometeet, og C k og C n måles med et VO mete. k FY13 Elektisitet og magnetisme, laboatoiekus 5

6 Bakgunnsstoff 1. Felt og spenning undt ladet kule Felt i fitt om fa punktladning Det elektiske feltet (E) undt en punktladning i vakuum e omlig isotopt og ettet i adiell etning ut fa ladningen; E = 4 π. Elektisk felt undt punktladning (1) Feltlinje fa punktladning Vakuumpemittiviteten 1 = F/m. Gyldigheten av (1) foutsette at punktladningen befinne seg i fitt om. Nå en ta flateintegalet av feltstyken ove en lukket flate undt ladningen, fås Gauss lov: E d = 4π = Gauss lov () 4π Denne loven sie at den totale fluksen av elektisk felt gjennom en lukket flate e poposjonal med ladningen innenfo flaten. Loven ha geneell gyldighet, så lenge integasjonsflaten lukke ladningen inne kan flaten ha vilkålig fom. Dessuten kan ladningen væe vilkålig fodelt ove et endelig volum innenfo integasjonsoveflata. Elektostatisk enegi til en ladning e abeidet (ΔW), med minusfotegn, som må utføes fo å flytte denne punktladningen fa et sted til et annet i et omåde med feltlinje fa ande ladninge. Potensiell enegi e elektostatisk enegi p. ladningsenhet, og spenningen e foskjellen mellom denne potensialfunksjonen V () i to punkte. Som efeansepunkt bukes uendelig sto avstand, hvo potensiell enegi settes lik null, ette oveenskomst. Ette dette kan vi skive: R ΔW V = = E d elektisk potensial (3) = Utføes denne integasjonen fo E-feltet fa en punktladning, fås: V ( R) = 4π R potensial undt ladningen (4) Dette uttykket e også gyldig nå ladningen ligge på en metallisk kule. Nå vi la den vilkålige adien væe kuleadius R, bli (4) potensialet på kuleoveflaten. Potensialet i uendelig (som i paksis e jod) e null, slik at (4) gi spenningen mellom kuleoveflata og jod. Denne likningen gi følgende sammenheng mellom ladning og spenning V til en kule; = CV, de = 4π R kapasitans fo kule (5) C FY13 Elektisitet og magnetisme, laboatoiekus 6

7 Fo at uttykket fo kapasitansen til kula gitt ove skal væe gyldig, må den væe alene i ommet, elle holdes langt unna ande ledee. Dette uttykket, = CV, gjelde også geneelt. Desom en ha to ledee isolet fa hveande med ladninge ±, av vilkålig støelse, fom og innbydes avstand, vil en ha samme avhengighet mellom ladning og spenningsfoskjell V mellom dem, se figuen unde. Poposjonalitetskonstanten mellom ladning og spenningsfoskjell kalles kapasitansen C, og definees som foholdet mellom ladningen på en av ledene og spenningsfoskjellen mellom dem. C måles i coulomb/volt, dvs. faad elle F. C vil avhenge av geometien til legemene og avstanden mellom dem. Kapasitansen e altså et mål fo hvo mye ladning et legeme ha p. spenningsenhet (volt). En vilkålig kondensato. Tilføsel av spenning gi ladning, og omvendt.. Felt fa punktladning utenfo ledende plan Hvodan bli feltlinjene fa en punktladning som befinne seg utenfo et ledende plan? Vi tenke oss da en vituell punktladning plasset symmetisk i fohold til den oppinnelige, eelle punktladningen, men med motsatt fotegn. Feltlinjene fo denne fiktiv dipolen stå av symmetigunne alltid nomalt på metallplaten, slik de må gjøe og dipollinjene ove metallplaten tilsvae de eelle feltlinjene. Denne "speilings"-effekten, som e vist skjematisk i figuen unde, skyldes i vikeligheten at de fie elektonene i metallet omguppee seg slik at det tilsynelatende bli en punktladning - i symmetisk posisjon. Feltlinje (skjematisk) fo en positiv ladning som speile seg i en pefekt ledende metallplate. Hvis punktladningen komme tilstekkelig næ metallplaten bli det ette Coulombs lov en målba kaftvikning mellom ladning og plate. Ione og elektone i næheten av metalloveflate utsettes f. eks. fo denne kaften. FY13 Elektisitet og magnetisme, laboatoiekus 7

8 3. Felt mellom kule og konsentisk og ledende kuleskall Figuen unde vise en ladet kule (ladning ) med adius a som e konsentiskt et nøytalt metallisk kuleskall med inde og yte adius b og c. Dette systemet e en idealiseing av Faadaybøtten. Feltet i mellomommet, a R b, e gitt av Gauss`lov: En ladet kule omgitt av en konsentiskt kuleskall; en idealiseing av Faadaybøtten E ( R) d =, som gi: E( R) = (som lign. 1) 4 π R Inne i kuleskallet e feltet lik null, siden det e laget av metall, og desom vi legge en kulefomet Gaussflate i omådet b R c, bli E ( R) d =. Det vil si at samlet ladning innenfo denne flata null. Det bety at ladningen på innsida av kuleflata e, like sto og motsatt som ladningen på kula i sentum. Nå vi tilslutt legge en Gaussflate med R>c, bli det elektiske feltet igjen: E( R) =, siden kuleskallet totalt e elektisk nøytalt. 4 π R Nå vi binge den inde kula i kontakt med inneveggen av kuleskallet, bli den en del av samme ekvipotensialflate. Dessuten må samlet ladning væe null, igjen som følge Gauss lov. Den oppinnelige ladningen på kula ha flyttet seg til utsiden av kuleskallet. Nå vi kjenne kapasitansen til kuleskallet og måle spenningen det ha fått i fohold til jod, kan ladningen bestemmes. Faadaybøtta fungee på tilsvaende vis: Nå ladningen på øsa ha kommet helt inn i buet vil den influee - og + på innsiden/utsiden av sylindeveggen. Nå øsa beøe innsiden, vil bae ladningen sitte igjen på utsiden. Denne gi opphav til spenningen V i fohold til jod, og nå denne måles ved hjelp av elektometeet, kan ladningsmengden bestemmes ved likn. 5; = CV 4. Felt mellom kondensatoplate Vakuum Til venste i figuen (a) unde e det vist to motsatt ladede- og ledende plate i vakuum med ladning ±. Den innbydes avstanden e d og plateaealet e. FY13 Elektisitet og magnetisme, laboatoiekus 8

9 (a) Elektisk felt mellom to ladde plate. (b) Et dielektisk mateiale fylles inn mellom platene. ( c) Indusete oveflateladninge i mateialet. (d) Resultantfelt i mateialet. Oveflate-ladningstettheten på platene bli da: σ = ±/. (6) Mellom platene, og langt unna kantene, må det elektiske feltet av symmetigunne stå nomalt på platene og væe unifomt fodelt i hele volumet. Fo å finne feltet mellom kondensatoplatene bukes vi Gauss` lov (likn. ), og en liten sylinde legges inn som Gaussflate. Denne stå nomalt på en av platene og med den ene endeplaten inne i metallet, hvo det e null felt, og den ande ute i vakuum, hvo feltstyken e E. Endeflate aealet til sylindeen kan kalles S (se figuen). E S σ S = (7) Likning (7) medføe at; E = σ / = (8) Siden feltet E e konstant i omådet mellom platene, bli potensialfoskjellen mellom platene, som e integalet av feltstyken (se likn. 3) ; V = E d, som sammen med likn. 8 gi: V = /( / d) (9) Platene kan lage ladning og vike følgelig som en kondensato med kapasitans C = / d kapasitans til platekondensato (1) Dielektikum Hvis det plassees et ikke-ledende mateiale i feltet mellom platene vil mateialet polaisees. Denne posessen e enklest å fostå nå molekylene i stoffet, som f. eks. i vann, e dipole. Elektiske dipole e motsatte ladninge i en viss avstand fa hveande. Det yte feltet vil oientee dipolene og det vil bae bli nettoladning ved oveflaten av stoffet (se figuen). Et dielektikum bestå av dipole som ette seg inn i feltet. Dette medføe at feltet inne i det dielektiske stoffet bli minde. Støelsen av feltet inne i mateialet bestemmes igjen av Gauss` lov (se høye del av figuen, d): σ σ i E S = ( σ σ i ) S /, elle E = (11) FY13 Elektisitet og magnetisme, laboatoiekus 9

10 Oveflateladningstettheten på kondensatoplatene og dielektikum e σ og σ i, henholdsvis. Tettheten av dipole i mateialet, kalt polaisasjonen, e definet slik: Np P polaisasjonen, (1) d de N e antallet dipole i stoffet, d e volumet ( e aealet og d tykkelsen av mateialet) av mateialet og p e dipolmomentet til molekylene, p = ql, de l e avstanden mellom ladningene. Det e en næ sammenheng mellom polaisasjonen og oveflate-ladningstettheten til mateialet. Polaisasjonen e like sto ovealt i legemet, og en kan defo legge inn ett volum i oveflaten av legemet med samme aeal og med tykkelse l, som e avstanden mellom ladningene i dipolen. Da kan en skive: P n ql l n q σ = = = = i (13) n e antallet ladninge i volumet l, som da også e antallet ladninge som sitte på oveflata,, og som dividet med aealet gi induset oveflateladningstetthet, σ i. Det e en fysisk lovmessighet at polaisasjonen av et legeme e poposjonal med det yte elektiske feltet det utsettes fo: P χ E polaisasjonen sfa feltstyke (14) = de χ kalles den elektiske suceptibiliteten til stoffet. (Nå feltene e steke kan P også avhenge av høyee odens potense i E). Ved buk av likn. 11 fås: χ E E =, som løst mhp. E gi: E = (15), (1 + χ ) de, 1+ χ, som kalles den elative pemittivitet, elle dielektisitetskonstanten (16) Nå vi videe buke at; V = E l, fås fo kapasitansen til platene med dielektikum: = = platekondensato med dielektikum (17) V d C Den elative elektiske pemittivitet bli, ut fa likn. 15, foholdet mellom feltstyken mellom kondensatoplatene uten og med dielektikum: E V = = (17a) E V Selv om de individuelle indusete dipolene i et dielektikum e små kan vikningen væe sto fo kapasitansen. Dette skyldes at antall atome i et makoskopiske volum e høyt; av støelsesoden vogados tall. Plastmateiale ha fo eksempel en statisk elativ pemittivitet som ligge i omådet 4. Vann ha en pemittivitet i næheten av 8. Fo kystallen stontiumtitanat e det appotet en vedi på 33 - som dessuten kan øke ytteligee noen støelsesodene ved avkjøling til 4. K. Hva skje hvis du øke spenningen på en kondensato? Siden ladningen på platene e poposjonal med spenningen øke polaisasjonen, ifølge (14). Hvis spenningen bli tilstekkelig sto kan en dessuten få oveslag. FY13 Elektisitet og magnetisme, laboatoiekus 1

11 Dette innebæe tanspot av ladning mellom kondensato-platene, og kondensatoen bli utladet. I luft kan en få gnistdannelse. I et dielektikum kan det dannes ledende kanale, som kan ødelegge kondensatovikningen. Den dielektiske holdfastheten angi den kitiske feltstyken som dielektika og isolatoe tåle. I isolatomateialet poselen e holdfastheten typisk 5 kv/cm, som tilsvae et elativt stekt elektisk felt. Legg meke til at likning (11) gi σ P E = (18) dvs. = E + P. fo elektisk foskyvning. Gauss' lov () kan skives σ Det e paktisk å innføe vektofeltet D = E +. v histoiske åsake kalles D-feltet fi P D d = (19) He efeee fi til "vanlige" ladninge; bidag fa mikoskopiske, indusete dipole e inkludet i D-feltet. 5. Kontaktelektisitet Både i metalle og dielektika e elektone bundet til stoffet. I metalle kan de bevege seg innenfo hele metallstykket, i dielektika e de bundet til atome. Enegetiske fohold i et metall Figuen vise det elektiske potensialet fo elektone som funksjon av sted i genseomådet mellom metall og luft. W kalles abeidsfunksjonen (wok function) og e den enegien som må til fo å løsive et bundet elekton fa metallet. Ulike metalle ha foskjellige W, og nå de komme i fysisk kontakt, vil elektone stømme fa det ene stoffet til det ande inntil de ha like stoe W. Demed bli stoffene positivt og negativt ladet. Slik e det også fo dielektika, botsett fa at dette skje bae i kontaktpunktene mellom stoffene. 6. Ekspeimentell famgangsmåte Geneeing og foflytning av av ladninge I fosøkene skal vi geneee målbae nettoladninge ved ette tu å gni te små skive, bestående av ulike (og ukjente) mateiale, mot hveande. Ved gnidning bli det en netto tanspot av elektone fa det ene mateialet til det ande. Hvis en beøe et omåde på et oppladet legeme med et stykke metall, vil en del av ladningen undt beøingsomådet flyte ove på metallstykket. Dette skje inntil potensialet på legemene bli like, som medføe foskyvning av ladning med tilhøende nye elektiske felte. Hvis metallstykket e isolet kan vi flytte ladning fa det ladete legemet. På denne måten kan den lokale ladningsfodelingen katlegges. FY13 Elektisitet og magnetisme, laboatoiekus 11

12 Måling av ladninge ved buk av elektomete Fo å måle ladninge skal vi benytte et faadaybu og et elektomete. Den pinsipielle famgangsmåten og det som skje e vist i figuen nedenfo. En gjø som følge: Fø ladningsøsa med ladningen ned i buet (figu fa venste). La øsa beøe den innvendige veggen av buet (figu 3 fa venste). Les av spenningen på elektometeet og beegne ladningen (figu 4 fa venste). Fadaybu med elektomete. Fa venste: Buet med elektomete. En ladning føes inn i buet. Ladningsøsa beøe veggen og inde vegg og øse bli elektisk nøytal. Ladningen og spenningen fa yte vegg e poposjonale, og nå spenningen måles, kan ladningen bestemmes. Ulike type elektometee Et elektomete e et instument som kan måle spenning uten å tekke støm, noe som et voltmete vil gjøe. a: Vektam-elektomete Den vanlige fomen fo et elektomete e vist i figuen unde: ett elektomete spenningskilde Et elektomete bestå av to elektisk isolete metalliske vektame, de den nedeste delen av den bevegelige amen e litt tynge enn den øveste. Nå disse påføes ladning, vil amene spike og vinkelen mellom amene e et mål fo ladningen på elektometeet. E spenningen fa kilden V, vil ladningen på elektometeet væe; = C V, de C e kapasitansen til elektometeet i fohold til jod. Kapasitansen til dette elektometeet vil vaiee med vinkelen mellom vektamene og det e en ikke lineæ sammenheng mellom utslagsvinkel og spenning/ladning. En vaiant av dette e kvadantelektometeet, som ha fie ame. FY13 Elektisitet og magnetisme, laboatoiekus 1

13 b: Spenningsmåle med høy inngangsmotstand Pasco elektometeet (Pasco chage) e en spenningsmåle (V) med høy inngangsmotstand. Den stoe inngangsmotstanden sike at ladningen ikke lekke bot fa måleobjektet fø en utføe målingen. Kapasitans, C motstand R jod Spenningsmåle Elektomete baset på sto utladningsmotstand Skal den totale motstanden væe sto, må både lekkasjemotstanden (R) og motstanden i spenningsmåleen væe sto, siden de e koblet i paallell. Tidskonstanten til instumentet, som bestemme hvo fot ladning lekke til jod, e poduktet av motstand og kapasitans. Ladningen beegnes ved buk av sammenhengen = C V, dee C e kapasitansen til objektet (Faadaybuet; C=14pF). Denne bestemmes ved måling og bygges inn sensoen ved beegning av. c: Influenselektometeet En kan utfome en feltmåle/spenningsmåle som e baset på ladningsinfluens. Plassees en elektisk lede (he kalt influensskive) i ett homogent elektisk felt med feltstyke E, vil det influees like stoe og motsatte ladninge på oveflatene (se figuen unde, venste del). Dette følge av Gauss`lov, som sie at induset oveflate-ladningstetthet (σ) e poposjonal med feltet (E) som komme inn mot oveflaten: E σ = e dielektisitetskonstanten. Desom E-feltet plutselig skues på, vil det stømme ladning inne i ledeen inntil likevekt e nådd, som vil si at tilslutt ligge det ladninge og på motsatt side av metallskiva. ( = σ, e aealet av influensskiva). Det e lettee å måle disse stømmene nå influensskiva fobindes med jod (se midteste del av figuen). Da vil ladningsadskillelsen bli mellom jod og influensskiva, og det gå støm i ledningen. Desom E-feltet vekselvis slås av og på (ved hjelp av en oteende skive ove influensplata, se figu til høye, vil det gå en vekselstøm i ledningen. Denne vekselstømmen la seg lett fosteke og måle. Influensskive Influensskive, Influensskive, med fobindelse til jod med oteende skive ove Pinsippet fo E-feltmåleen FY13 Elektisitet og magnetisme, laboatoiekus 13

14 Elektomete baset på feltmåleen. Feltmåleen ove la seg lett omfome til en potensialmåle (se figuen unde). Feltmåleen med tilsats fo potensialmålinge Dette gjøes ved å sette en måleplate (Messplatte) i en viss avstand (avstand l) ove influensskiva i feltmåleen, se figuen ove til høye. Potensialet fa målestedet fobindes ved hjelp av en ledning til måleplata, og målestedet, fobindelsesledningen og måleplata utgjø en ekvipotensialflate. Måleplata og influensplata utgjø en platekondensato (se figuen). Det e en næ sammenheng mellom potensialet (V) som skal måles, og feltstyken (E) i denne kondensatoen: V = E l Den nedeste kondensatoplata (influensskiva) legges oftest på jod. Med en fast avstand (l) mellom måleplate og influensplate, vil det defo væe poposjonalitet mellom potensial og feltstyke. Nå stoe potensiale skal måles, bukes støe avstand (l), og instumentet få da en annen kalibeingsfakto. Det gå altså ingen støm fa måleplata til influensplata, og en sie gjene da at instumentet ha uendelig inde motstand. FY13 Elektisitet og magnetisme, laboatoiekus 14