Az elektromos mező munkájának a jele: WAB.
Az A és B azt jelenti, hogy a mező a töltést A pontból a B pontba mozgatja.
Legyen d = distance = az A és B pontok távolsága és d' a d-nek az erő irányába eső merőleges vetülete.
Általános esetben: WAB = F*d'
Természetesen WAB értéke attól függ, hogy az A és B hogyan helyezkedik el egymáshoz képest.
Lehetséges esetek:
1. Ha A = B (a kezdő és a végpont egybeesik, például körfolyamatot jelentő zárt görbe esetén esetén),
akkor WAB = 0, mert d' = 0.
2. Ha a mozgásirány az erővonalakkal párhuzamos,
akkor WAB = FC*d (d = d').
3. Ha a mozgásirány az erővonalakra merőleges,
akkor WAB = 0, mert d' = 0.
Az elektrosztatikus mező konzervatív, vagyis a végzett munka nem függ az úttól, csak a kezdő- és végpontok helyzetétől. Érdemes adott mező esetén a kezdő és a végpont helyzetét egy a mezőre jellemző fizikai mennyiséggel jellemezni. Ez a fizikai mennyiség az elektromos feszültség.
Az elektromos feszültség az egységnyi töltésen végzett munka nagyságát mutatja meg (vagyis a töltésmozgató képesség mértéke).
Jele: UAB
Képlete:
UAB = WAB/Q
Mértékegysége: Volt, V
Megjegyzések:
Az U német eredetű szóból származik (Unterschied = különbség)
A Volt mértékegység Volta olasz fizikusra utal, aki először készített galvánelemet (Volta-féle oszlop)
Legyünk önkényesek és nevezzük ki nulla szintnek a végtelen távoli pontokat.
A nulla szinthez viszonyított feszültséget elektromos potenciálnak nevezzük.
Jele:
A pontban: UA,
B pontban UB.
Mértékegysége: Volt, V.
Milyen kapcsolat van a feszültség és a potenciál között?
A feszültség = potenciálkülönbség
UAB = UA - UB
Az azonos potenciálú pontok ekvipotenciális felületet alkotnak.
Pontszerű töltés esetén az ekvipotenciális felületek közös középpontú (koncentrikus) gömbfelületek.
Homogén elektromos mező esetén az ekvipotenciális felületek egymással párhuzamos síkok.
Feladatok:
(OFI TK10 36.)
1. Mennyivel nő egy elektron energiája, ha 1 V feszültségű pontok között gyorsul fel?
Ezt az energiaértéket 1 elektronvoltnak nevezzük, jele: 1 eV. Az eV az atomfizikában használatos mértékegység.
2. Mekkora gyorsító feszültség hatására lesz 500 eV mozgási energiája egy elektronnak?
Mekkora a sebessége? Ez hány százaléka a fénysebességnek?
(Az elektron töltése: q = 1,6*10-19C, tömege m = 9,1*10-31kg.)
3. Egy töltés elektromos mezőben mozog. A mező munkavégzése nulla.
Milyen felületen helyezkedik el a mozgás pályája, ha a mező
a) homogén
b) ponttöltés tere?
4. Milyen mozgást végez homogén elektromos mezőben egy +q töltéssel rendelkező,
álló helyzetből induló, szabadon mozgó, m tömegű részecske?
Milyen erő mozgatja? Hogyan alakul a sebessége?
5. Milyen pályán és hogyan mozog az E térerősségű homogén elektromos mezőben v0 kezdősebességgel elindított,
+q töltéssel és m tömeggel rendelkező, szabadon mozgó test, ha az E és v0 vektorok
a) azonos irányúak
b) ellentétes irányúak
c) merőlegesek egymásra?
6. Milyen mozgást végez +Q rögzített töltés terében egy +q töltéssel rendelkező,
álló helyzetből induló, szabadon mozgó test?
Milyen erő mozgatja? Hogyan alakul a sebessége?
