Fysik TFYA68. Föreläsning 5/14

Relevanta dokument
Fysik TFYA68 (9FY321) Föreläsning 6/15

Fysik TFYA86. Föreläsning 8/11

Fysik TFYA68. Föreläsning 2/14

Övningsuppgifter/repetition inom elektromagnetism + ljus (OBS: ej fullständig)

Sensorer, effektorer och fysik. Grundläggande fysikaliska begrepp som är viktiga inom mättekniken

Elektriska och magnetiska fält Elektromagnetiska vågor

r 2 Arbetet är alltså endast beroende av start- och slutpunkt. Det följer av att det elektriska fältet är konservativt ( E = 0).

Formelsamling till Elektromagnetisk

Sensorer och elektronik. Grundläggande ellära

Föreläsning 8. Ohms lag (Kap. 7.1) 7.1 i Griffiths

Införa begreppen ström, strömtäthet och resistans Ohms lag Tillämpningar på enkla kretsar Energi och effekt i kretsar

Föreläsning 2 1. Till varje punkt i rummet tilldelas en vektor. ( ) = T ( x, y, z,t) ( ) = v x

Tentamen för FYSIK (TFYA68)

Kursen är en obligatorisk kurs på grundnivå för en naturvetenskaplig kandidatexamen Fysik.

r 2 C Arbetet är alltså endast beroende av start- och slutpunkt. Det följer av att det elektriska fältet är konservativt ( E = 0).

Föreläsning 4 1. Den andra av Maxwells ekvationer i elektrostatiken

Vad betyder det att? E-fältet riktat åt det håll V minskar snabbast

Repetition kapitel 21

Dugga i elektromagnetism, sommarkurs (TFYA61)

Fysik TFYA86. Föreläsning 9/11

Maxwell insåg att dessa ekvationer inte var kompletta!! Kontinutetsekvationen. J = ρ

Svaren på förståelsedelen skall ges direkt på tesen som ska lämnas in

Formelsamling. Elektromagnetisk fältteori för F och Pi ETE055 & ETEF01

Svaren på förståelsedelen skall ges på tesen som skall lämnas in.

Tentamen för FYSIK (TFYA68), samt ELEKTROMAGNETISM (9FY321)

Tentamen i El- och vågrörelselära,

Förståelsefrågorna besvaras genom att markera en av rutorna efter varje påstående till höger. En och endast en ruta på varje rad skall markeras.

Tentamen för FYSIK (TFYA86)

18. Sammanfattning Ursprung och form av fältena Elektrostatik Kraft, fält och potential 2 21, (18.3)

18. Sammanfattning Kraft, fält och potential. Krafter F är fysikaliskt mätbara storheter Elfält beror på kraften som F = Eq (18.

18. Sammanfattning. Elektrodynamik, vt 2013, Kai Nordlund 18.1

Komponentfysik Introduktion. Kursöversikt. Hålltider --- Ellära: Elektriska fält, potentialer och strömmar

Svaren på förståelsedelen skall ges direkt på tesen som ska lämnas in

Tentamen för FYSIK (TFYA86 och 68)

elektrostatik: laddningar I vila eller liten rörelse utan acceleration

Tentamen för FYSIK (TFYA86)

OBS! Svaren på förståelsedelen skall ges direkt på tesen som skall lämnas in.

Fysik TFYA68 (9FY321)

Tentamen i El- och vågrörelselära,

Fysik TFYA68. Föreläsare/kursansvarig: Weine Olovsson

Rep. Kap. 27 som behandlade kraften på en laddningar från ett B-fält.

Chalmers Tekniska Högskola Tillämpad Fysik Igor Zoric

1. q = -Q 2. q = 0 3. q = +Q 4. 0 < q < +Q

Tentamen för FYSIK (TFYA68), samt ELEKTROMAGNETISM (9FY321)

Vecka 2 ELEKTRISK POTENTIAL OCH KAPACITANS (HRW 24-25) Inlärningsmål

Svaren på förståelsedelen skall ges direkt på tesen som ska lämnas in

Svaren på förståelsedelen skall ges direkt på tesen som ska lämnas in

Fysik TFYA86. Föreläsare/kursansvarig: Weine Olovsson

14. Elektriska fält (sähkökenttä)

5. Elektrisk ström [RMC] Elektrodynamik, vt 2008, Kai Nordlund 5.1

Tentamen för FYSIK (TFYA86)

Magnetism. Beskriver hur magneter med konstanta magnetfält, t.ex. permanentmagneter, växelverkar med varandra och med externa magnetfält.

93FY51/ STN1 Elektromagnetism Tenta : svar och anvisningar

3.7 Energiprincipen i elfältet

OBS! Svaren på förståelsedelen skall ges på tesen som skall lämnas in.

Elektrodynamik. Elektrostatik. 4πε. eller. F q. ekv

Tentamen för FYSIK (TFYA86)

De tre svarsalternativen (från vänster till höger) är poäng. Oriktigt svar ger -0.2 poäng. Vet ej är neutralt och ger 0 poäng.

Där r är ortsvektorn mellan den punkt där fältet beräknas och den punkt där linjeelementet dl av strömbanan finns.

Elektromagnetiska falt och Maxwells ekavtioner

5. Elektrisk ström Introduktion

Tentamen i : Vågor,plasmor och antenner. Totala antalet uppgifter: 6 Datum:

Bra tabell i ert formelblad

Strålningsfält och fotoner. Kapitel 23: Faradays lag

Tentamen Modellering och simulering inom fältteori, 21 oktober, 2006

FK Elektromagnetism och vågor, Fysikum, Stockholms Universitet Tentamensskrivning, måndag 21 mars 2016, kl 9:00-14:00

5. Elektrisk ström Introduktion

5. Elektrisk ström [RMC] Elektrodynamik, vt 2013, Kai Nordlund 5.1

Grundnivå / First Cycle

Tentamensskrivning i Ellära: FK4005e Fredag, 11 juni 2010, kl 9:00-15:00 Uppgifter och Svar

Tentamen ellära 92FY21 och 27

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

Magnetostatik och elektromagnetism

OBS!

Föreläsning 1. Elektronen som partikel (kap 2)

Svaren på förståelsedelen skall ges direkt på tesen som ska lämnas in

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

FFM234, Klassisk fysik och vektorfält - Föreläsningsanteckningar

FK Elektromagnetism, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning (1:a omtentan), tisdag 17 juni 2014, kl 9:00-14:00

Föreläsning 13, SF1626 Flervariabelanalys

OBS!

Tentamen i ELEKTROMAGNETISM I, för W2 och ES2 (1FA514)

Kapacitans, ström och resistans. Emma Björk

OBS!

Lösningsförslag Inlämningsuppgift 3 Kapacitans, ström, resistans

Strålningsfält och fotoner. Kapitel 23: Faradays lag

OBS!

Elektromagnetismens grunder I

Föreläsning 13 Fälteffekttransistor III

Fysik TFYA86. Föreläsning 11/11

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet

OBS!

Elektromagnetiska fält och Maxwells ekavtioner. Mats Persson

Vi ska diskutera polarisation i ett dielektriskt material samt kapacitans och plattkondensatorn med ett dielektrikum.

Q I t. Ellära 2 Elektrisk ström, kap 23. Eleonora Lorek. Ström. Ström är flöde av laddade partiklar.

Integraler av vektorfält Mats Persson

FK Elektromagnetism, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning (2:a omtentan), fredag 30 augusti 2013, kl 9:00-14:00

Transkript:

Fysik TFYA68 Föreläsning 5/14 1

tröm University Physics: Kapitel 25.1-3 (6) OB - Ej kretsar i denna kurs! EMK diskuteras senare i kursen 2

tröm Lämnar elektrostatiken (orörliga laddningar) trömmar av laddning Laddningsbärare: Elektroner, Joner, /+ Hål, + André Marie Ampère (1775-1836) I trömstyrka [ampere = A = C/s] ~J trömtäthet [A/m2] skalär vektor Magnetostatik stationära strömmar (med konstant hastighet) 3

tröm tröm: definierad som ett flöde av positiva laddningar alltid i samma riktning som ~ E ~v d I ~E ~v d I ~E ~v d drifthastighet [m/s] partiklarnas hastighet och riktning 4

Hastighet och drifthastighet Fria elektroners hastighet trömmens drifthastighet ~v d ~1000 km/s ~ 0.1 mm/s Mycket stor skillnad! Del av ledare: Ändringar i strukturen (gitterfel) Föroreningar Temperatureffekter ~E 6= ~0 ~E = ~0 5

trömstyrka och strömtäthet trömmen är ingen vektor! I = dq dt [C/s = A] Del av ledare: trömtätheten är en vektor! ~ J [A/m 2 ] n laddningar per enhetsvolym tvärsnittsyta dt en kort tid v d dt volym längd v d dt n v d dt laddningar i volymen dq = q nv d dt ~ J = nq~vd I = dq Z dt = n q v d I = ~ J d ~ 6

Resistivitet och ledningsförmåga = ~ E resistivitet [Vm -1 /(Am -2 ) = Vm/A = Ωm] ~ J törre resistivitet törre för samma ~E ~ J = 1 ledningsförmåga [(Ωm) -1 ] konduktivitet, Ohms lag är konstanter för ohmska/linjära material ~ J = ~ E = 1~ E killnad mellan isolatorer och metaller ~10 22 7

Resistans och Ohms lag Ledare: längd L tvärsnittsarea ~E Z a =0 b = L I = V = Z a b ~ J d ~ ~E d ~ l I = J V = EL E = J V L = I Vi kan definiera resistans: OB: R måste ej vara konstant! R = V I = L [V/A = Ω] Kallas Ohms lag när den är det V = IR 8

Isolatorer och halvledare (dielektrikum) Dielektrikum högre resistivitet lägre konduktivitet Halvledare Isolator [ m] Ge 0,6 i 2300 glas 10 10-10 14 trä 10 8-10 11 introducerar nytt element, förorening (liten) Dopning Bättre ledningsförmåga! Temperaturökning Få laddningsbärare ökning av n antalet/volymsenhet 9

Metaller och legeringar (ledare) Ledare lägre resistivitet högre konduktivitet [ m] Ag 1,47 x 10-8 Cu 1,72 x 10-8 Al 2,75 x 10-8 stål 20 x 10-8 introducerar nytt element, förorening (liten) Dopning ämre ledningsförmåga! Temperaturökning Många laddningsbärare fler kollisioner 10

upraledare Resistiviteten!0 Inget magnetfält inuti! då en kritisk temperatur Tc ~ B understigs Rekord: ca. 138 K Exempel: magnet Meissnereffekten supraledare YBa2Cu3O7 11 T < Tc

Kursen hittills: Elektrostatik University Physics: Kapitel 21-24 12

Några olika begrepp Coulombs lag Elektriskt fält (elektrisk fältstyrka) Fältlinjer Elektrisk flödestäthet Gauss lag/sats (MW) ymmetri Faradays lag (MW) kalärfält Vektorfält Gradient Linjeintegral Ytintegral Arbete Potentiell energi Potential Konservativt fält Kapacitans Kondensator Plattkondensator Elektrisk dipol Dipolmoment Polarisation jmf gravitation 13 Metall (ledare) Dielektrikum (isolator) Ytladdning Polarisationsladdning Fri laddning Nettoladdning Källa/sänka, +/

Vektorfält, energi och potential Coulombs lag: Generaliserade Coulombs lag: ~F = 1 q 1 q 2 4 0 r 2 ˆr 1 E ~ [N] = 4 0 Z dq ~ R 0 3 ~ R 0 [N/C = V/m] Potentiell energi och potential: Z a W p = b V ab = W p q 0 = ~F d ~ l = q 0 Z a Z a b ~E d ~ l b ~E d ~ l [Nm/C = V] [Nm = J] Konservativt fält! (jmf Faradays lag) Generellt uttryck för potential: V = Z 1 dq 4 0 r [V] E-fält från potentialen: ~E = ~ rv = (grad V ) 14

Metaller, kapacitans Metaller i elektrostatiken: Vid ytan är: ~E k ˆn ~E = 0 ˆn ~E = ~0 ~E = ~0 Inuti gäller: ~E = ~0 V =0 ~E = ~0 Kapacitans (nära förknippad med kondensator): C = Q V ab Uppladdning: [C/V = F] W e = 1 2 QV ab [Nm] 15

Elektrisk flödestäthet och Gauss sats Elektrisk flödestäthet (elektriska förskjutningsfältet): ~D = 0 ~ E + ~ P [C/m 2 ] r =1+ e ~D relativ dielektricitetskonstant = 0 (1 + e ) E ~ = 0 ~ r E (relativ permittivitet) elektrisk susceptibilitet materialkonstanter Gauss sats (inneslutna nettoladdningar): D = E = I I ~D d ~ = Q fri in ~E d ~ = Qfri in [C] + Qpol in 0 [Vm] 16

Elektrisk dipol och polarisation Kan definiera ett elektriskt dipolmoment! ~p = q ~d dipolmoment [Cm] -q ~ d +q För små d och stora r: V = ~E = p ˆr 4 0 r 2 p (2 cos ˆr +sin ˆ ) 4 0 r3 Kan definiera polarisation! ~P = P i ~p i Polarisation [C/m 2 ] 17

Översikt: Maxwells ekvationer I denna kurs används integralformen av MW ekv. I Gauss sats: ~E d ~ = Q in 0 I Gauss sats (magn.): ~B d ~ =0 I I Faradays lag: C ~E d ~ l = Amperes lag: C ~H d ~ l = Z Z @ ~ B @t d~ = 0 (elektrostatiken) ~ J d ~ + Z @ ~ D @t d~ James Clerk Maxwell (1831-1879) ammanfattning av tidigare kunskap Ett viktigt tillägg! 18 = 0 (magnetostatiken)