Laddning fysik 2

I figuren så är magnetfältet riktat ut ur pappret vilket innebär att en negativt laddad partikel med hastigheten riktad från vänster till höger kommer att påverkas av en kraft riktad uppåt, kontrollera själv med högerhandsregeln, medan en positivt laddad partikel påverkas av en kraft riktad nedåt. Allteftersom partiklarna böjer av så ändras ju strömriktningen vilket då även påverkar kraftriktningen vilket i sin tur gör att den magnetiska kraften på partiklarna agerar centripetalkraft och partiklarna böjer av i cirkelbanor.

Testa även det här med högerhandsregeln. Detta gör att vi kan styra laddade partiklar i olika praktiska tillämpningar genom att använda lämpliga hastigheter och flödestätheter. Vi tänker oss därför ett homogent elektriskt fält med fältstyrkan E mellan två laddade plattor med den positiva plattan överst. Vi lägger även ett magnetfält vinkelrätt över det elektriska fältet, riktat in i skärmen.

I slutet av området med de två fälten så lägger vi ett hinder med en liten öppning i mitten.

Vad är statisk elektricitet

Om nu den elektriska kraften är större än den magnetiska så kommer ju elektronen att avlänkas uppåt och därmed inte ta sig ut ur hindret. Motsvarande gäller om den magnetiska kraften är större än den elektriska. Men om de båda krafterna är lika stora så kommer ju elektronen att färdas rakt framåt och ta sig ut ur öppningen i hindret.

Vi har skapat ett hastighetsfilter, dvs. Centralrörelse i magnetfält Vi har sett att eftersom laddningar i magnetiska fält påverkas av en konstant kraft som är vinkelrät mot hastigheten så kommer laddningen att böja av radiellt, dvs. Den kraft som agerar centripetalkraft är ju då den magnetiska kraften, dvs. Homogena fält Om vi tittar på det radiella tyngdkraftfältet som jorden alstrar p.

Väldigt nära jordytan så använder vi approximationen att fältlinjerna är parallella och att avståndet till jordens mittpunkt, dvs. Överallt är ju då fältstyrkan konstant och riktat åt samma håll och ett sådant fält kallas ett homogent fält. Det spelar alltså ingen roll var i närheten av jordytan vi placerar en massa m. Homogent elektriskt fält Men detta var ju ett gravitationsfält.

För att skapa ett homogent elektriskt fält kan vi använda två parallella plattor med motsatt laddning. Mellan dessa plattor kan man approximera fältet som homogent, dvs. Detta syns kvalitativt även på att fältlinjerna ligger lika tätt överallt. Vi har nu tittat på begreppet fält och sett att vi kan beskriva kraftverkan på avstånd med fältmodellen.

I synnerhet har vi sett att vi kan hantera gravitationella fält och elektriska fält på liknande sätt. Tabellen nedan är en sammanställning av det vi gått igenom om fält i den här lektionen. Vi har sett att när det gäller radiella fält såsom kring en laddad partikel eller en massa så ges storleken på krafterna av Newtons gravitationslag respektive Coulombs lag.

Vi kan också tänka oss fält som är lika starka och lika riktade i alla punkter, s. I homogena fält har vi inget beroende på avståndet och fältstyrkan är lika stor och lika riktad överallt. Glöm bara inte bort att massa alltid är attraherande medan elektrisk laddning kan vara både attraherande eller repellerande. Här måste vi hålla koll på riktningen. Härledning Tänk dig en ström av elektroner i en ledare.

Det förekommer som bildrör i TV-apparater och radardisplayer. Det finns två primära typer av katodstrålerör, de som är har elektrostatisk avböjning och de med magnetisk avböjning.

Eddler

Elektrostatisk avböjning fungerar så att fyra elektroder är monterade inuti det lufttomma röret och vid pålagd spänning, positiv på en platta och negativ på plattan mitt emot, böjs strålen åt sidan. De sitter parvis i x- och y-led och kan på så vis styra strålen mot en viss punkt på skärmen. Denna typ är vanligast i oscilloskop. Magnetisk avböjning fungerar så att spolar som sitter på utsidan av röret bildar magnetiska fält som böjer av elektronstrålen.

Sådana typer av rör är vanligast i TV-apparater.

Permanentmagnet

Katodstrålerör arbetar med högspänning, i en vanlig svartvit TV kan spänningen vara mellan 10 och 20 kV och i en färg-TV cirka 20 till 30 kV. Det finns eller snarare fanns projektionsrör som krävde ända upp till 75 kV anodspänning, detta för att få en ljusstark bild som projicerades på en biografduk via ett linssystem.

Dessa rör krävde extra kylning och erfordrade skärmning för den röntgenstrålning som röret genererade vid höga spänningar.