diff options
Diffstat (limited to 'fysik')
| -rw-r--r-- | fysik/Ekvipotentialytor.md | 5 | ||||
| -rw-r--r-- | fysik/Elektrisk potential.md | 20 | ||||
| -rw-r--r-- | fysik/Elektriska fält.md | 23 | ||||
| -rw-r--r-- | fysik/Elektriskt flöde.md | 6 | ||||
| -rw-r--r-- | fysik/Elektromagnetism.md | 94 | ||||
| -rw-r--r-- | fysik/Gauss lag.md | 23 | ||||
| -rw-r--r-- | fysik/Potential.md | 9 |
7 files changed, 180 insertions, 0 deletions
diff --git a/fysik/Ekvipotentialytor.md b/fysik/Ekvipotentialytor.md new file mode 100644 index 0000000..c3c6398 --- /dev/null +++ b/fysik/Ekvipotentialytor.md @@ -0,0 +1,5 @@ +Höjdlinjer för [[Elektrisk potential]]. + +Inget arbete att röra sig längs med. + +Vinkelräta mot det [[Elektriska fält]]et. diff --git a/fysik/Elektrisk potential.md b/fysik/Elektrisk potential.md new file mode 100644 index 0000000..207850f --- /dev/null +++ b/fysik/Elektrisk potential.md @@ -0,0 +1,20 @@ +En typ av [[Potential]]. + +Exempel då en partikel flyttas från ett avstånd $a$ från en punktladdning till +ett avstånd $b$ från samma punktladdning: + +$$W_{a \rightarrow b} = \int_a^b \bar{F} d\bar{l} = \int_{r_a}^{r_b} F_r dr = +\int_{r_a}^{r_b} \frac{1}{4\pi \epsilon_0} \frac{qq_0}{r^2} dr = +\frac{1}{4\pi \epsilon_0} \left[ - \frac{1}{r} \right] _ {r_a}^{r_b} = U_a - U_b$$ + +$$U_b = 0, r_b \rightarrow \infty \Rightarrow U_a = \frac{qq_0}{4\pi \epsilon_0} \frac{1}{r_a}$$ + +Elektrisk potential mäts i Volt $[V] = [J/C]$. + +Den elektriska potentialen minskar i det [[Elektriska fält]]ets riktning. + +$V \sim \frac{1}{r}$ och $E \sim \frac{1}{r^2}$. + +$V$ skalärt, $E$ vektor. + +$V$ enklare (oftast). diff --git a/fysik/Elektriska fält.md b/fysik/Elektriska fält.md new file mode 100644 index 0000000..e3f97e4 --- /dev/null +++ b/fysik/Elektriska fält.md @@ -0,0 +1,23 @@ +Om vi mäter den elektrostatiska kraften på en positiv testladdning i varje punkt +kommer kraftvektorerna visa fältets riktning. F = QE. För att beräkna E används +[[Coulombs lag]] och en liten testladdning q0. + +Blir vektoraddition. + +Fält från två oändliga ytor (r >> x) med motsatt laddning bildar ett homogent +fält mellan sig själva och ett noll-fält utanför. + +Det elektriska fältet inuti en ledare = 0 vid elektrostatik. All +överskottsladdning måste ligga på ytan. + +Laddad ledande sfär: E = 0 inuti. Utanför är det ekvivalent med en punktladdning +av samma storlek i laddningstyngdpunkten. + +Finns "färdig-räknade" fält från olika laddningskällor bifogat tentan. Ändå bra +att veta var de kommer ifrån. + +Fältlinjers täthet indikerar styrka. + +Exempel: laserskrivare. + +Flödet genom ett fält: [[Elektriskt flöde]]. diff --git a/fysik/Elektriskt flöde.md b/fysik/Elektriskt flöde.md new file mode 100644 index 0000000..f1b95ba --- /dev/null +++ b/fysik/Elektriskt flöde.md @@ -0,0 +1,6 @@ +I en punkt (x, y, z) beskrivs det [[Elektriska fält]]et som E(x, +y, z). Jämför med strömmande vätska. Hur mycket vatten flödar genom en yta av en +viss storlek? Beror på vinkel osv. Visar sig att en vektor som pekar vinkelrätt +mot en plan yta och storlek samma som ytans area skalärt med flödet blir flödet +genom ytan (även om den vrids osv). Fungerar bara med plana ytor och homogena +fält. Behöver integrera annars. diff --git a/fysik/Elektromagnetism.md b/fysik/Elektromagnetism.md new file mode 100644 index 0000000..869a33a --- /dev/null +++ b/fysik/Elektromagnetism.md @@ -0,0 +1,94 @@ +En av de fyra fundamentala krafterna. + +[[Starka kraften]] förmedlas av gluoner. Binder protoner och neutroner till +atomkärnor. Också kvarkar till protoner och neutroner. + +[[Svaga kraften]] förmedlas av bosoner (W och Z0). Genererar radioaktivt +sönderfall. + +[[Gravitation]] förmedlas av gravitoner (?). Får saker att falla in mot +varandra. + +[[Elektromagnetism]] förmedlas av fotoner. Håller elektronerna nära atomkärnan. +Skapar kemiska reaktioner. Elektricitet, ljus, radio, ... + +[[Atomer]] är typ som små klot. Tränger inte in i varandra. Mellan atomer +finns kemiska bindningar -- elektromagnetism. Kemi och biologi är mest +elektromagnetism. (Lite [[kvantmekanik]] också.) + +- [[Elektromagnetism]] + - [[Elektrostatik]] stilla -> [[Elektrisk ström]] i rörelse + - [[Magnetostatik]] stilla -> [[Elektromagnetisk induktion]] i rörelse +- [[Elektriska fält]] och [[Magnetiska fält]] i material + - Appliceras till teknologi + - [[Elektromagnetiska vågor]] + - [[Relativitetsteori]] + - [[Modern fysik]] + - [[Optik]] + - Elektromagnetiska apparater (radio, TV, mobiltelefoni, ..) + +Historia + +- -2700: Magneter användes som kompasser i Kina. +- -700: Bärnsten gnids mot päls. Magnesia. +- [[Gilbert]] (1540-1603) skiljer på elektricitet och magnetism. Jordern är en + magnetisk dipol. +- 17xx: Två typer av laddningar. Kraften är proportionell mot laddningens + storlek. +- [[Coulomb]] (1736-1806): Sammanfattar den elektriska kraftens beroende av +- [[Franklin]] (1752): Laddar en kondensator med en drake, en nyckel och ett + åskväder. +- [[Örstedt]] (1775-1851): Visar att strömförande ledare orienterar en magnetnål. + Saker börja hänga ihop igen. +- [[Ampere]] (1775-1836): Undersökte den ömsesidiga kraften mellan strömförande + ledare. +- [[Faraday]] (1791-1867): Tidsvarierande magnetfält ger upphov till elektriska + krafter - induktion. Utvecklade fältbegreppet. +- [[Maxwell]] (1831-1879): Sammanfattar Faradays teorier i fyra ekvationer. + +4 fält. + +- E: Elektrisk fältstyrka ([[Elektriska fält]]) +- D: Elektrisk flödestäthet ([[Elektriskt flöde]]) +- B: Magnetisk flödestäthet ([[Magnetiskt flöde]]) +- H: Magnetiserande fältstyrka ([[Magnetiska fält]]) + +Beskrivs av [[Maxwells ekvationer]]. En "vacker teori". + +Behöver ha förståelse för grunderna för att kunna använda i verkligheten +effektivt. + +Matematiska begrepp + +Slutna integraler. Cylindriska koordinater. Sfäriska koordinater. + +Elektrisk laddning + +för att visa att laddning kan flyttas mellan objekt och att olika laddningar +attraherar. + +Plusladdning i atomens kärna (protoner). Minusladdning runt om (elektroner). +Exakt samma storlek på laddningen (elementarladdningen). + +Laddning kan inte förstöras. + +Laddningsbalans råder i allmänhet. + +Ledare leder ström. Inte isolatorer. + +[[Elektrostatisk induktion]]. Förklarar laddning när du kammar håret. Behöver +inte vara ledare för att ha en laddning. Exempel: uppladdad färg kan sprayas på +en bildörr. Om bildörren jordas fastnar färgen eftersom den attraheras. + +[[Coulombs lag]]. Kraften rörs längs med sammanbindningslinjen. Samma +tecken ger repulsion, olika attraktion. + +Den [[Elektrostatiska kraften]] är superstark, det är bara det att +laddningsneutralitet råder. Räkne-exempel: hur mycket laddning motsvarar +egentligen 1C? Och hur mycket laddning motsvarar mängden protoner i en +människokropp? (35kg ungefär). + +Slutsats: gravitation spelar ingen roll på atomnivå. (Mikroskalor.) + +Punktladdningar kan smetas ut genom att ha flera laddade punkter. Summera +laddningarna. Olika [[Laddningsfördelning]]ar på olika former. Behöver som regel diff --git a/fysik/Gauss lag.md b/fysik/Gauss lag.md new file mode 100644 index 0000000..24bff8e --- /dev/null +++ b/fysik/Gauss lag.md @@ -0,0 +1,23 @@ +Vi vill räkna ut [[Elektriskt flöde]] genom en ojämn yta $A$. Dela upp ytan i små +plan $dA$. Fältet genom den plana ytan är då konstant. Då gäller + +$$ +\phi = \int E \cos \theta dA = \int E_\bot dA = \int \bar{E} d\bar{A} +$$ + +där $d\bar{A}$ är vinkelrät mot $dA$. + +För slutna ytor är $d\bar{A}$ riktad utåt. + +Generellt fås Gauss lag: + +$$ +\oint \bar{E} d\bar{A} = \frac{Q_\mathrm{encl}}{\epsilon_0} +$$ + +# Användning + +Används ofta för att bestämma fältet från en känd [[Laddningsfördelning]]. +Fungerar bra när fördelningen har enkel symmetri. Försök hitta en yta där fältet +är konstant alternativt 0. $E$ parallellt med ytan => 0. Konstant styrka och +alltid vinkelrätt mot ytan ger $||E|| \cdot A$. diff --git a/fysik/Potential.md b/fysik/Potential.md new file mode 100644 index 0000000..793e81e --- /dev/null +++ b/fysik/Potential.md @@ -0,0 +1,9 @@ +T.ex. [[Gravitation]] och [[Elektrisk potential]]. + +Ungefär som en mängd arbete som i framtiden kan komma att omvandlas till arbete. +Intuitivt exempel: en boll som som är högt uppe har högre potential än en boll +som är närmare marken. Arbetet som krävs alt. fås ut när ett objekt går från en +potential till en annan är samma oavsett vägen som togs. + +Kom ihåg att energin bevaras. Om potentialen sjunker betyder det att energi +omvandlats till något annat genom arbetet (t.ex. rörelseenergi). |
