Transcript Elektromos mező jellemzése

Elektromos mező jellemzése
Elektromos erőtér
Elektromos erőtér
Az elektromos kölcsönhatáshoz nem kell a
testeknek érintkezniük. Akkor is létrejönnek,
ha légüres térben végezzük el a kísérletet.
Az elektromos töltéssel rendelkező testek nem
közvetlenül hatnak egymásra, hanem az
elektromos mező vagy más néven elektromos
erőtér közvetítésével.
Elektromos mező
• Létezése: 19. sz. Faraday
• Az anyag létező nagyon finom eloszlású, nem
atomi felépítésű formája.
• Jelenléte csak a belehelyezett elektromos
próbatöltésre ható erő következtében
figyelhető meg.
Az elektromos térerősség (E)
FA
EA
A
q próbatöltés
FB
EB
B
FA ,FB : Coulomb-erők
Elektromosan feltöltött
test
Az elektromos térerősség
Az elektromos mezőt valamely pontjába a
próbatöltésre ható erő (F) és a próbatöltés (q)
hányadosával jellemezzük.
Ennek a hányadosnak a neve: elektromos
térerősség, vektormennyiség!
Jele: E , iránya: Coulomb-erő iránya
Kiszámítása: E= F
q
N
Mértékegysége:
C
Egy Q pontszerű töltés elektromos
mezeje
F
A q próbatöltésre ható Coulomb erő
EQ
Qq
Fc  k  2
r
q
r
r- két töltés távolsága
Q
qQ
k 2
Fc
Q
r
E 

k 2
q
q
r
Feladat
• Egy kis golyónak 10-7 töltést adunk. Mekkora
lesz a térerősség nagysága golyó felett 30 cm
magasságban?
7
2
Q
10
9 10
2
4 N
E  k  2  9 10  2  9 
 10010  10
r
0,3
0,09
C
Elektromos mező szemléltetése
erővonalakkal
Erővonalak tulajdonságai:
1. Az erővonalakhoz húzott érintő megadja a
térerősség irányát.
2. Az erővonalak sűrűsége megadja a
térerősség nagyságát.
Például: pontszerű pozitív töltés elektromos
mezeje:
Pontszerű negatív töltés elektromos
mezeje
Inhomogén elektromos tér:
a tér minden pontjában a térerősség
nagysága különböző.
Két feltöltött fémlemez közti
elektromos mező
Homogén elektromos tér:
a tér minden pontjában
a térerősség
nagysága ugyanakkora.
Elektroszmog
Negatív hatás
Elektromos mező munkája
Az elektromos mező a benne lévő töltésekre
erőt fejt ki.
Ha a töltés elmozdul, akkor az elektromos mező
munkát végez a töltésen.
W=F*s*cos
WAB=WAC+WCB
E
A
F
q
C

B
A mező
munkája
független az
úttól,
csak a két pont
helyzetétől
függ.
Tapasztalat
Két pont között elmozduló próbatöltésen a
mező munkájának és a próbatöltésnek a
hányadosa állandó.
• Független a próbatöltéstől, ezért a két pont
közötti elektromos mező jellemzésére
alkalmas.
• A hányados neve elektromos feszültség.
Jele: U
W
U 
Mértékegysége: V (Volt)= J/C
q
Feszültség jellemzői
• Előjeles mennyiség.
• Az UAB feszültség pozitív, ha a próbatöltés az Aból B-be a térerősség irányába halad.
U AB  U BA
1 Volt feszültség
• 1 Volt a feszültség az elektromos mező két
pontja között, ha a mező 1 C töltést 1 J
munkával visz át egyik pontból a másikba.
Homogén mező feszültsége
Két pont közti feszültség homogén mezőben
U=E*d*cos 
Potenciál
• Gyakran egy közös O ponthoz viszonyítva adják
meg a feszültséget. Ilyenkor: UAO=UA
• A közös ponthoz viszonyított feszültség neve:
potenciál.
• A potenciál pontonként jellemzi a mezőt.
• A feszültség két pont potenciáljának a
különbsége.
U AB  U A  U B