Kap. 23 Elektrisk potensial

Like dokumenter
Kap. 23 Elektrisk potensial

Kap. 23 Elektrisk potensial. Kap. 23. Elektrisk potensial

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

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

Kap. 23 Elektrisk potensial. Kap. 23. Elektrisk potensial. Kap

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

Midtsemesterprøve onsdag 7. mars 2007 kl Versjon A

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Øving 10. Dersom ikke annet er oppgitt, antas det at systemet er i elektrostatisk likevekt.

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Øving 9. Veiledning: 18. oktober. Innleveringsfrist: 23. oktober kl 14.

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. ving 10.

Kap. 22. Gauss lov. Gauss lov skjematisk. Eks.1: Homogent ladd kule =Y&F Ex = LHL Vi skal se på: Fluksen til elektrisk felt E Gauss lov

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. ving 9.

Løsningsforslag, Midtsemesterprøve torsdag 6. mars 2008 kl Oppgavene med kort løsningsskisse

Midtsemesterprøve torsdag 6. mars 2008 kl

Øving 1. Institutt for fysikk, NTNU Fag SIF 4012 Elektromagnetisme og MNFFY 103 Elektrisitet og magnetisme Høst 2002

Øving 6. Institutt for fysikk, NTNU TFY4155/FY1003: Elektrisitet og magnetisme. Veiledning: Uke 7 Innleveringsfrist: Mandag 19. februar.

Løsningsforslag, Midtsemesterprøve fredag 13. mars 2009 kl Oppgavene med kort løsningsforslag (Versjon A)

Øving 9. Dersom ikke annet er oppgitt, antas det at systemet er i elektrostatisk likevekt.

Oppgave 8.12 Gitt en potensialhvirvel med styrke K i origo. Bestem sirkulasjonen ' langs kurven C. Sirkulasjonen er definert som: ' /

UNIVERSITETET I OSLO

TFE4120 Elektromagnetisme

Fagoversyn: TFY4155/FY1003 Elektrisitet og magnetisme. kap mg mg. Elektrostatikk, inkl. elektrisk strøm Magnetostatikk Elektrodynamikk

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Lsningsforslag til ving 8. a =

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Løsningsforslag til øving 8. a = e m E

Midtsemesterprøve fredag 13. mars 2009 kl (Versjon B)

Fagoversyn: TFY4155/FY1003 Elektrisitet og magnetisme. mg mg. kap Elektrostatikk, inkl. elektrisk strøm Magnetostatikk Elektrodynamikk

Øving 4: Coulombs lov. Elektrisk felt. Magnetfelt.

Midtsemesterprøve fredag 23. mars 2007 kl

Øving 8. Dersom ikke annet er oppgitt, antas det at systemet er i elektrostatisk likevekt.

Løsningsforslag SIE4010 Elektromagnetisme 5. mai 2003

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Løsning øving 12 N L. Fra Faradays induksjonslov får vi da en indusert elektromotorisk spenning:

1b) Beregn den elektriske ladningstettheten inni kjernen og finn hvor stor den totale ladningen er.

Midtsemesterprøve onsdag 7. mars 2007 kl

Tre klasser kollisjoner (eksempel: kast mot vegg)

Fagoversyn: TFY4155/FY1003 Elektrisitet og magnetisme. mg mg. kap Elektrostatikk, inkl. elektrisk strøm Magnetostatikk Elektrodynamikk

Kap 21 Elektrisk ladning / Elektrisk felt

Løsningsforslag Kollokvium 1

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Lsningsforslag til ving 9.

Kap. 22. Gauss lov. Vi skal se på: Fluksen til elektrisk felt E Gauss lov. Elektrisk ledere. Integralform og differensialform

Kap 28: Magnetiske kilder

Kap 28: Magnetiske kilder. Kap 28: Magnetiske kilder. Kap 28. Rottmann integraltabell (s. 137) μ r. μ r. μ r. μ r

Gauss lov. Kap. 22. Gauss lov. Gauss lov skjematisk. Vi skal se på: Fluksen til elektrisk felt E Gauss lov Integralform og differensialform

Kap 28: Magnetiske kilder

Løsningsforslag TFE4120 Elektromagnetisme 24. mai = 2πrlɛE(r) = Q innenfor S =

Midtsemesterprøve fredag 23. mars kl

Vår 2004 Ordinær eksamen

Pensum. Fagoversyn: TFY4155/FY1003 Elektrisitet og magnetisme. kap21.ppt<file> Elektrostatikk, inkl. elektrisk strøm Magnetostatikk Elektrodynamikk

Pensum. Fagoversyn: kap21.ppt<file> -TFY4155 Elektromagnetisme -FY1003 Elektrisitet og magnetisme

Fasit. Grunnbok. Kapittel 2. Bokmål

Løsning øving 9 ( ) ( ) sin ( )

A. forbli konstant B. øke med tida C. avta med tida D. øke først for så å avta E. ikke nok informasjon til å avgjøre

Mandag E = V. y ŷ + V ẑ (kartesiske koordinater) r sin θ φ ˆφ (kulekoordinater)

dx = 1 2y dy = dx/ x 3 y3/2 = 2x 1/2 + C 1

Sammendrag, uke 14 (5. og 6. april)

Oppsummering Fysikkprosjekt

Kap. 24 Kapasitans og dielektrika. Van de Graaf generator. Kap 24. Van de Graaf-generator i Gamle fysikk, 1952

Løsningsforslag kapittel 3

Tema 2: Stokastiske variabler og sannsynlighetsfordelinger Kapittel 3 ST :44 (Gunnar Taraldsen)

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN MAI 2007

Pensum. Fagoversyn: TFY4155/FY1003 Elektrisitet og magnetisme. kap21.ppt<file> Elektrostatikk, inkl. elektrisk strøm Magnetostatikk Elektrodynamikk

Øving 13, løsningsskisse.

MEK 4520 BRUDDMEKANIKK Løsningsforslag til obligatorisk øving 1.

1 Mandag 18. januar 2010

Løsningsforslag til Øvingsoppgave 5

Mandag Institutt for fysikk, NTNU TFY4155/FY1003: Elektrisitet og magnetisme Vår 2007, uke 4

Løsningsforslag for eksamen i FY101 Elektromagnetisme torsdag 12. desember 2002

MAT 1110: Løsningsforslag til obligatorisk oppgave 2, V-06

Løsningsforslag til ukeoppgave 11

M2, vår 2008 Funksjonslære Integrasjon

BASISÅR I IDRETTSVITENSKAP 2010/2011. Utsatt individuell skriftlig eksamen. 1BA 111- Bevegelseslære 2. Mandag 22. august 2011 kl

NORGES LANDBRUKSHØGSKOLE Institutt for matematiske realfag og teknologi EKSAMEN I FYS135 - ELEKTROMAGNETISME

EKSAMEN. ANTALL SIDER UTLEVERT: 7 (innkl. forside og 2 sider formelark)

Kap. 24 Kapasitans og dielektrika

Tall i arbeid Påbygging terminprøve våren 2013

Bioberegninger - notat 3: Anvendelser av Newton s metode

Integralregning. Mål. for opplæringen er at eleven skal kunne

FY1003 Elektrisitet og magnetisme. Fagoversyn: Elektrostatikk, inkl. elektrisk strøm Magnetostatikk Elektrodynamikk

gir g 0 (x) = 2x + x 2 (x + 3) x x 2 x 1 (x + 3) 2 x 5 + 2x 4 + 6x 3 + x 2 + x + 3 x 2 (x + 3) 2 g(x; y) h(x) F (x; y) =

Tre klasser kollisjoner (eksempel: kast mot vegg)

9 Potenser. Logaritmer

Midtsemesterprøve fredag 10. mars kl

Effektivitet og fordeling

Mer øving til kapittel 2

1 Mandag 25. januar 2010

Tall i arbeid Påbygging terminprøve våren 2014

Løsningsforslag Eksamen 30. mai 2007 FY2045 Kvantefysikk

FAG: FYS114 Fysikk/Kjemi LÆRER: Fysikk : Per Henrik Hogstad Grethe Lehrmann

Løsningsforslag TEP 4110 FLUIDMEKANIKK 18.desember ρ = = = m / s m / s 0.1

Betinget bevegelse

Fagoversyn: TFY4155/FY1003 Elektrisitet og magnetisme. mg mg. kap21. Elektrostatikk, inkl. elektrisk strøm Magnetostatikk Elektrodynamikk

Løsningsforslag til eksamensoppgaver i ECON 2200 våren 2015

n_angle_min.htm

Kapittel 3. Potensregning

Brøkregning og likninger med teskje

Kap Rotasjon av stive legemer

EKSAMEN I FAG FASTE STOFFERS FYSIKK 2 Fakultet for fysikk, informatikk og matematikk 15 august 2000 Tid:

Integrasjon. et supplement til Kalkulus. Harald Hanche-Olsen 14. november 2016

Transkript:

Kp. 23 Elektisk potensil Skl definee på gunnlg v elektisk felt E: Elektisk potensiell enegi, U Elektisk potensil, V (Ketsteknikk: El. potensilfoskjell = spenning) Potensilgdient og elektisk felt. Ekvipotensilflte

Gvitsjon (punktmsse): Kft: Pot.enegi: m1m 2 F( ) G 2 m m U ( ) G 1 2 (lltid negtiv) (lltid negtiv) Elektisitet (punktldninge): Kft: 1 q1q2 F( ) (Coul) 2 4 (pos/neg) Pot.enegi: U ( ) 1 4 q q 1 2 (pos/neg) Skl utlede U()

Kp. 23. Elektisk potensil Elektisk potensiell enegi, U U U W q E dl Definisjon: (23.2) U Rundt pkt.ldning, eltivt = : (23.9) = : E-feltet e konsevtivt: (eid uvhengig vegen) U 4 q q U ( ) 1 1 Rundt pkt.ldning: (23.8) q q 4 E dl 1

Eks. 1, fots. v: Hvo sto e 1 coulom? Du og din kmet/vennine holde hve ei kule med ldning +1, C. Dee evege dee mot hvende f uendelig i et elles elektisk 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 elektiske feltet i vstnd 4,2 km? (Sv: 5 N/C) c) Hvo mye eid fo å føe dee smmen f = til =4,2 km? (nt en v dee stå i o) F Aeid v elektisk kft F: F W q E q kq 4,2 km elle enklee f d 9 2 2 2 1 1 1 d 1 2 = -9 1 Nm /C (1C) = -2,1 MJ 2 1 1 W U k q q 4,2 km 9 2 2 2 ( ) 9 1 Nm /C (1C) = 2,1 MJ «Våt» eid = - eid v F = - W = + 2,1 MJ (som å løfte 1 kg 2,2 km opp, elle c. ¼ v koppens enegiuk pe dg)

Eks. 2 Y&F Ex. 23.2 To og te punktldninge ) Finn potensiell enegi til q 1 og q 2 (eltivt ) ) Finn nødvendig eid fo å plssee q 3 = potensiell enegi fo q 3 (i noskp v q 1 og q 2 ) c) Finn totl potensiell enegi

Elektisk potensil V ( = U/q ) : Reltivt potensil, f def. v pot.en: Asolutt potensil (eltivt ): U U V V E l q d (23.17) undt én punktldning: undt mnge punktldninge: undt kontinuelig ldninge: U ( ) 1 q V ( ) (23.14) q 4 1 qi V ( x, y, z) (23.15) 4 1 dq V ( x, y, z) (23.16) 4 i i

Eks. 3, fots. v: Hvo sto e 1 coulom? Du og din kmet/vennine holde hve ei kule med ldning +1, C. Dee evege dee mot hvende f uendelig i et elles elektisk 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 elektiske feltet i vstnd 4,2 km? (Sv: 5 N/C) c) Hvo mye eid fo å føe dee smmen f = til =4,2 km? (nt en v dee stå i o) (Sv: 2,1 MJ) d) Hv e potensilfoskjellen mellom dee (ved =4,2 km)? Enklest, f utegnet eid i pkt c): V = W/q 2 = 2,1 MJ / 1, C = 2,1 MV Elle f potensil V() undt punktldning: V() = k q 1 / = 9, 1 9 Nm 2 /C 2 1, C / 4,24 km = 2,12 MV = 2,1 MV

Beegning v potensil: Metode 1, Supeposisjon v punktldninge (V el. ): diskete ldninge: 1 qi V ( x, y, z) (23.15) 4 i i kontinuelig ldninge: 1 dq V ( x, y, z) (23.16) 4 V V V V ( ) ( ) Metode 2: F definisjonen, nå E e kjent: V V E d l (23.17)

Eks. 4: V undt dipol (me i øving 4) Finn potensil V (eltivt uendelig) undt dipol z x Metode 1: 1 qi V ( ) 4 i i 1 dq V ( ) 4 Metode 2: V V E d l

E f tidligee: Eks.5: V mellom to (uendelige) pllellplte (Y&F Ex. 23.9) +σ z Metode 1: 1 qi V ( ) 4 i i 1 dq V ( ) 4 E = σ/ε Metode 2: V V E d l -σ (Y&F Fig 23.18)

E = σ/2ε +σ Eks 5B: Flteldning z V Metode 1: 1 qi V ( ) 4 i i 1 dq V ( ) 4 Metode 2: V V E d l V(z) høyest V(z) på plt, vt på egge side

E f Eks.3 i kp 22 (Ex. 22.5): Eks.6: V inni og utenfo ldd ledekule (Y&F Ex. 23.8) Met. 1: Eks. 6B: Nott på wesidene Metode 1: 1 qi V ( ) 4 i i 1 dq V ( ) 4 Metode 2: V V E d l (Y&F Fig 23.16)

Eks.7: V på ksen til tynn ing (Y&F Ex. 23.11) dq Metode 1 fodi: Vnskeligee å finne E(x) (Eks. 4 kp 21) enn å finne V(x) Resultt: V(x) = k Q / (Y&F Fig 23.2) Eks. 4 kp 21: E x = k Q x / 3 (21.8) Metode 1: 1 qi V ( ) 4 i i 1 dq V ( ) 4 Metode 2: V V E d l

Eks.8: V inni og utenfo unifomt ldd kule Met. 1: Eks. 8B: Nott på wesidene Metode 1: 1 qi V ( ) 4 i i 1 dq V ( ) 4 Metode 2 Metode 2: V V E d l E f Eks.1 i kp 22 (Ex. 22.9): (Y&F Fig 22.22)

Eksemple i foelesning (Eks ), Y&F Ed13 (Ex ), og Lillestøl (L ) Dipol Eks. 2 Kp 21. E-felt Kp 22. Guss lov Kp 23. Potensil Ex. 21.8+21.14 L19.6 Linjeldning endelig Eks. 3 Ex. 21.1 Linjeldning uendelig (Eks. 3) L19.7 Tynn ing Eks. 4 Ex. 21.9 Sikulæ plte Eks. 5 Ex. 21.11 Uendelig plte Eks. 6 Ex. 21.11 L19.9 Pllellplte Ex. 21.12 Kule med homogen ldning Eks. 7 Eks. 5 Ex. 22.6, L19.13 Eks. 2 Ex. 22.7 L19.14 Eks. 4 Ex. 23.4 Ex. 23.12 Eks. 9 Ex. 23.1 Eks. 7 Ex. 23.11 Met 2: Eks. 7B Eks. 5B L19.15 Ex. 22.8 Eks. 5 Eks. 1 Ledekule Eks. 3 Ex. 22.9, L19.12 Ex. 22.5 Ex. 23.9 Eks. 8 L19.19 Eks. 6 Ex. 23.8 Met 1 Met 1 Met 2 Met 2 Met 2 Met 2 Met 1: Eks. 6B

Eks.9: V undt uendelig lng linjeldning (Y&F Ex 23.1) E f Eks.5,kp.22 (Ex.22.6): Refensepunkt : og e egge uukelige. E 2 4 Metode 2 V ( ) V ( ) E d 2 ln 1 Metode 1: 1 qi V ( ) 4 i i 1 dq V ( ) Metode 2: V V E d l

Eks.6: V inni og utenfo ldet ledekule (Y&F Ex. 23.8) - deivet E = -dv/d - integet V ( ) V ( ) E d (Y&F Fig 23.16)

Eks.8: V inni og utenfo unifomt ldd kule - deivet E = - dv/d - integet ~ - 2 V ( ) V ( ) E d ~ 1/ (Y&F Fig 22.22)

Gdienten til en skl e en vekto: (f fomelsmling s. 2): Ktesiske kood: Sylindekood: Kulekood:

Ekvipotensilflte = flte med innydes konstnt potensil.

Gvitsjonen h også ekvipotensilflte. Høydekote på kt e skjæing mellom epf. og teenget: Ekvidistnse: Δh = 2 m ( gv.potensil: ΔV = Δgh )

Punktldning Ekvipotensilflte lå, ekvidistnse ΔV = 2 V. Feltlinje øde. (Y&F Fig 23.23)

Pkt. 3 Dipol + Høyest 1 3 2 Lvest Pkt. 2 Pkt. 1 Pkt. 1 Pkt. 3 Pkt. 2 Gf f øving 6 (Mtl elle Python) -

To positive ldninge (Y&F Fig 23.23)

Kp. 23: Oppsummeing 1 Elektisk potensil Enhet: [V] = J / C = volt = V Enegienhete: 1 CV = tilleggsenegi fo 1C ved å flytte 1 V høyee = 1 J 1 ev = tilleggsenegi fo 1e ved å flytte 1 V høyee =,16 J Asolutt potensil definet eltivt =

E og V undt ulike ldningssmlinge

E og V undt ulike ldningssmlinge Fo lle: dv E( ) d dv E( z) dz E( ) V( ) V(z) z NÆRME STOR PLATE z E = σ/2ε +σ

Kp. 23: Oppsummeing 2 Elektisk potensil Løsningsmetodikk fo E og V: Hvis E enkel å finne (eks. f Guss' lov): Bestem E, deette V f Metode 2. Hvis V enkel å finne (f metode 1): Bestem V, deette E f E = gd V Ldninge kn flyttes uten eid på ekvipotensilflte. E e noml til ekvipotensilflte. Elektisk lede e på en og smme potensilflte.

Ledeflte e lltid ekvipotensilflte Fo pkt.ldning næ ledeflte e E-feltet som mellom +Q og Q Klles speilingsmetoden (Y&F Fig 23.24)