Kapitel 9: Elektricitet

En presentation över ämnet: "Kapitel 9: Elektricitet"— Presentationens avskrift:

1 Kapitel 9: Elektricitet
Elektrisk laddning Coulombs lag

2 Atomens uppbyggnad Kärna med protoner Hölje av elektroner
Elektriskt neutral

3 Men vid gnidning... Negativt laddat Positivt laddat
Ett föremål får ett överskott på elektroner Ett föremål får ett underskott på elektroner Negativt laddat Positivt laddat

4 Elektriska krafter + - Attraherar + + Repellerar - -

5 Tänk till! Hur skulle tygbiten och plaststaven påverka varandra?
En glasstav gnids mot en bit tyg. Glasstaven attraherar sedan en plaststav. Hur skulle tygbiten och plaststaven påverka varandra?

6 Tänk till! Förklara varför
Ibland när du borstar håret kan du se att hårstråna spretar isär och dras till borsten. Förklara varför

7 Coulombs lag 𝐹=𝑘 𝑄 1 𝑄 2 𝑟 2 k = 8,99 · 10 9 Nm/ 𝐶 2 (i vakuum)
Kraften mellan två laddningar 𝑄 1 och 𝑄 2 på avstånd r beskrivs som: 𝐹=𝑘 𝑄 1 𝑄 2 𝑟 2 k = 8,99 · Nm/ 𝐶 2 (i vakuum)

8 𝐹=𝑘 𝑄 1 𝑄 2 𝑟 2 k = 8,99 · Nm/ 𝐶 2 (i vakuum) Coulombs lag Kraftens storlek beror på laddningarnas storlek och avståndet r Kraften är lika stor på båda laddningarna Kraftens riktning beror på laddningarnas tecken 𝑄 1 𝑄 2 𝑟

9 Till sist Elektrisk laddning har beteckningen Q
Enhet för laddning är Coulomb, C Elementarladdningen 𝒆=𝟏,𝟔𝟎· 𝟏𝟎 −𝟏𝟗 𝐂 Laddningen hos en proton är lika stor men positiv

10 Sammanfattning Negativt laddat: överskott på elektroner
Positivt laddat: underskott på elektroner Elektrisk laddning kan inte skapas eller försvinna. Summan av laddningarna är bevarad. Olika laddning dras till varandra – attraherar Lika laddning stöter bort varandra – repellerar Coulombs lag: 𝐹=𝑘 𝑄 1 𝑄 2 𝑟 2 , k = 8,99 · Nm/ 𝐶 2

11 Starter Uppgift 9.08 Fullborda nedanstående figur med kraftpilar i samma skala som i figur A

12 Code:

13 Elektriska fält Område där elektriska krafter verkar på laddningar
Fältlinjerna är riktade åt det håll som kraften på en positiv testladdning 𝑞 0 skulle ha Fältet är riktat utåt från en positiv laddning Fältet är riktat inåt mot en negativ laddning

14 Om det finns flera laddningar i närheten bestäms fältlinjerna av resultanten till de båda coulombkrafter som en testladdning skulle påverkas av

15 Elektrisk fältstyrka Beteckning E
Definition: Elektrisk kraft per laddning 𝐸= 𝐹 𝑞 Enhet för elektrisk fältstyrka är newton per coulomb N/C

16 Elektrisk fältstyrka Uppgift 9.10

17 Homogent elektriskt fält + + + + + + + + - - - - - - - - -
Elektriska fältstyrkan har samma riktning och storlek överallt

18 + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - -
Laddningen påverkas av en elektrisk kraft. Laddningen förflyttas. Den elektriska kraften utför då ett arbete W

19 Spänning Definition: Arbete per laddning Arbete: 𝑊=𝐹∙𝑠 Kraft: 𝐹=𝐸∙𝑞
Storhet Symbol Enhet Spänning U Volt (V) Arbete: 𝑊=𝐹∙𝑠 Arbete: 𝑊=𝐸∙𝑞∙𝑠 Kraft: 𝐹=𝐸∙𝑞 Spänning: 𝑈= 𝑊 𝑞 = 𝐸∙𝑞∙𝑠 𝑞 =𝐸∙𝑠

20 Fältstyrka i ett homogent elektriskt fält
𝑈=𝐸∙𝑠 𝐸= 𝑈 𝑠 s

21 Fältstyrka i ett homogent elektriskt fält
Exempel 4 sida 259 𝑈=180 V 𝑠=0,025 m 2,5 cm 2 cm Hur stor är kraften som påverkar elektronen?

22 Fältstyrka i ett homogent elektriskt fält
Exempel 4 sida 259 𝑈=180 V 𝑠=0,025 m 𝐸= 𝑈 𝑠 𝐹 𝑞 = 𝑈 𝑠 𝐹= 𝑈∙𝑞 𝑠 = 180∙1,60∙ 10 −19 0,025 N=1,2 · 10 −15 N 𝐸= 𝐹 𝑞 Hur stor är kraften som påverkar elektronen? 1,2 · 10 −15 N

23 Sammanfattning 𝑈= 𝑊 𝑞 =𝐸∙𝑠 𝐸= 𝑈 𝑠
Storhet Symbol Enhet Spänning U Volt (V) 𝑈= 𝑊 𝑞 =𝐸∙𝑠 𝐸= 𝑈 𝑠 Elektriska fältstyrkan har samma riktning och storlek överallt i ett homogent elektriskt fält