12 Homogeeninen sähkökenttä

Homogeeninen sähkökenttä
  • Sähkökenttää kutsutaan homogeeniseksi, kun sen suunta ja voimakkuus on vakio.
  • Homogeeninen sähkökenttä saadaan aikaiseksi kahdella yhdensuuntaisella levyllä, joiden välille on kytketty jännite.
  • Homogeenisiä sähkökenttiä hyödynnetään monella tavalla erilaisissa sähkölaitteissa.
Potentiaali sähkökentässä
  • Missä tahansa sähkökentässä voidaan laskea potentiaaleja, mutta homogeenisessa kentässä se on erityisen helppoa.
  • Potentiaali virtapiireissä on täsmälleen sama asia kuin potentiaali sähkökentissä. Virtapiireissä nimenomaan jännitteen aiheuttama sähkökenttä saa virran aikaiseksi.
  • Alueita, joissa potentiaali on sama kutsutaan tasapotentiaalipinnoiksi.
Potentiaalin laskeminen homogeenisessa sähkökentässä
  • Nollapotentiaaliksi valitaan yleensä negatiivinen levy.
  • Tällöin positiivisen levyn potentiaali on sama kuin levyjen välinen jännite.
  • Muuten potentiaali muuttuu tasaisesti levyjen välissä. Puolivälissä se on puolet jännitteestä jne.

  • Sähkökenttään E ja potentiaaliin V liittyvät laskut tehdään seuraavan kaavan avulla. Tässä x on kohtisuora etäisyys negatiivisesta levystä.
​[[$$ V = Ex $$]]​
Tehtäviä
  • Mikä on homogeeninen sähkökenttä?
  • Piirrä homogeeninen sähkökenttä ja siihen tasapotentiaaleja.
  • Laske potentiaaleja kentän eri kohdissa.
  • Määritä sähkökentän voimakkuus, kun tunnetaan jännite-ero ja levyjenvälinen etäisyys.
  • Laske tapauksia, joissa levyjä on useampia. Esim. 12-7.