Elektrisk felt

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning
Det elektriske felt peger i alle retninger fra en positiv punktladning. Jo større afstand, jo svagere bliver feltet.
Elektromagnetisme
VFPt Solenoid correct2.svg
Elektricitet  Magnetisme

Et elektrisk felt er inden for den klassiske elektromagnetisme et felt, der beskriver den elektriske kraft pr. ladning :

Den elektriske feltstyrke måles i SI-enheden volt pr. meter.

Sammen med magnetfeltet indgår det elektriske felt i Lorentzkraften.

Ligninger[redigér | redigér wikikode]

Uddybende Uddybende artikel: Maxwells ligninger

I klassisk elektromagnetisme indgår det elektriske felt i tre ud af Maxwells fire fundamentale ligninger.

Gauss' lov[redigér | redigér wikikode]

Uddybende Uddybende artikel: Gauss' lov

Den ene er Gauss' lov, der på differentialform lyder:

og på integralform lyder:

Integralet af -feltet over en lukket flade er altså proportional med den omsluttede ladning .

Faradays og Ampères love[redigér | redigér wikikode]

Uddybende Uddybende artikler: Faradays induktionslov og Ampères lov

De to andre ligninger beskriver interaktionen mellem det magnetiske og det elektriske felt. De er grundlæggende for elektromagnetisk induktion og elektromagnetisk stråling.

Eksempler på felter[redigér | redigér wikikode]

I det følgende er Gauss' lov anvendt til at beregne det elektriske felt omkring forskellige ladningsfordelinger ved at vælge en velegnet lukket flade.

Punktladning[redigér | redigér wikikode]

For en positiv ladning peger feltet væk fra ladning lige meget i alle retninger, mens det for vil pege ind mod ladning. Der er altså tale om sfærisk symmetri, så derfor vælges en sfærisk skal som lukket flade med ladningen i centrum. Nu peger feltet vinkelret ud af skallen i samme retning som de infinitesimale arealer, hvilket giver gør, at begge størrelse lige så godt kan være skalarer snarere end vektorer. Dvs:

Det elektrisk felt er lige stort i alle retninger, så det er en konstant faktor, som kan sættes uden for integrationstegnet.

Arealet er overfladearealet af en kugle er givet ved

hvor er sfærens radius, hvilket også er afstanden til ladningen. Dette indsættes:

Det elektriske felt kan nu isoleres:

Det elektriske felt fra en punktladning falder altså med afstanden i anden. Kraften på en anden punktladning er dermed:

Denne sidste sammenhæng er kendt som Coulombs lov.[1]

Fodnoter[redigér | redigér wikikode]

  1. ^ Halliday, David; Krane, Kenneth S.; Resnick, Robert (2002). "Gauss' Law". Physics (engelsk). 2 (5. udgave). John Wiley & Sons, Inc. s. 617. ISBN 978-0-471-40194-0. 
FysikStub
Denne artikel om fysik er kun påbegyndt. Hvis du ved mere om emnet, kan du hjælpe Wikipedia ved at udvide den.