5 SÄHKÖINEN VOIMA

SÄHKÖVARAUS http://opetus.tv/fysiikka/fy6/sahkovaraus-ja-kappaleen-varaaminen/ Sähkövaraus on sähköisesti vuorovaikuttavien hiukkasten ominaisuus. Sähkövarausta on kahta lajia: positiivista ja negatiivista. Sähkövarauksen tunnus on Q. Kaikkien kappaleiden sähkövaraukset muodostuvat alkeisvarauksista ja ovat suuruudeltaan alkeisvarausten monikertoja Q = ± ne, jossa n = 0, 1, 2, ... Sähkövarauksen yksikkö on 1 C (coulombi)

POLARISAATIO Sähköinen vuorovaikutus saa aikaan veto- tai poistovoiman kappaleiden välille: samanmerkkiset varaukset hylkivät toisiaan ja erimerkkiset vetävät toisiaan puoleensa. Polarisaatio on ilmiö, joka saa varauksettomassa kappaleessa aikaan varausten jakautumisen. Negatiivisesti varautunut viivoitin karkottaa elektroneja, jolloin paperissa varaukset jakautuvat (eli erimerkkiset varaukset asettuvat eri reunoille).

VUOROVAIKUTUKSIA VARATTUJEN KAPPALEIDEN JA NEUTRAALIN AINEEN VÄLILLÄ ERISTE Eriste varataan hankaamalla. Varaus voi siirtyä eristeeseen tai poistua siitä. Varaus ei pääse liikkumaan eristeen pinnalla tai sisällä. JOHDE Johde varataan kosketuksella. Varaus pääsee liikkumaan johdeaineen läpi. Tuotu varaus leviää tasaisesti johteen pinnalle, koska samanmerkkiset varaukset hylkivät toisiaan.

VUOROVAIKUTUKSIA VARATTUJEN KAPPALEIDEN JA NEUTRAALIN AINEEN VÄLILLÄ POLARISOINTI Neutraalit kappaleet polarisoituvat varatun kappaleen lähellä. Polarisaation seurauksena varattu kappale vetää puoleensa varaamattomia kappaleita. Polarisoidussa kappaleessa on varausjakauma, mutta kokonaisvaraus on nolla. JOHTUMINEN Varatun kappaleen sähkövaraus siirtyy johdekappaleeseen. Kosketuksessa varaus jakautuu johdekappaleiden välillä siten, että kummallakin kappaleella on keskenään yhtä suuret varaukset. Eristetty johdekappale saa samanmerkkisen varauksen kuin sen varaava kappale.

COULOMBIN LAKI http://opetus.tv/fysiikka/fy6/coulombin-laki-ja-sahkoinen-voima/ Kahden pistemäisen varatun hiukkasen välinen sähköinen voima on suoraan verrannollinen hiukkasten varausten tuloon ja kääntäen verrannollinen niiden etäisyyden neliöön eli , jossa k on sähkövakio (k = 8,98755∙109 ) Q1 ja Q2 ovat hiukkasten sähkövarausten suuruudet ja r on hiukkasten välinen etäisyys.

COULOMBIN LAKI ERISTEESSÄ

SÄHKÖKENTTÄ Sähkövuorovaikutuksista näkyy vain seurauksia. Syyt, siis sähkövaraukset ovat näkymättömiä. Varautuneen kappaleen ympärillä on sähkökenttä, joka välittää sähköisen vuorovaikutuksen kappaleiden välillä Varausero kappaleiden (esim. ilmapallojen) välillä tasoittuu vähitellen, jolloin kenttä häviää ja voimavaikutus lakkaa.

SÄHKÖKENTÄN VOIMAKKUUS http://opetus.tv/fysiikka/fy6/sahkokentta-pistemaisen-varauksen-ymparilla/ Jokainen varaus luo ympärilleen sähkökentän. Kaikki varaukset kokevat sähkökentän samanlaisena. Sähkökentän voimakkuus määritellään kentässä olevaan varattuun hiukkaseen vaikuttavan voiman ja hiukkasen varauksen suhteena jossa Q on sähkökentässä olevan hiukkasen sähkövaraus ja F on hiukkaseen vaikuttava sähköinen voima. Sähkökentän voimakkuus on vektorisuure, jolla on suuruus ja suunta, sen yksikkö on 1 N/C.

Sähkökentän suunta on sama kuin positiivisesti varattuun hiukkaseen kohdistuvan voiman suunta. Sähkökenttää havainnollistetaan kenttäviivoilla. Sähkökentän voimakkuus voidaan ilmoittaa joko vektoreiden pituuden avulla tai kenttäviivojen tiheyden avulla.