Elektrisk felt

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

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

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

Sammen med magnetfeltet indgår det elektriske felt i Lorentzkraften.

LigningerRediger

  Uddybende artikel: Maxwells ligninger

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

Gauss' lovRediger

  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 loveRediger

  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 felterRediger

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

PunktladningRediger

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]

FodnoterRediger

  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. 
 Stub
Denne artikel om fysik er kun påbegyndt. Hvis du ved mere om emnet, kan du hjælpe Wikipedia ved at udvide den.