Esimerkkejä

Esimerkki 1

Homogeenisessa sähkökentässä, jonka voimakkuus on 850 N/C, on hiukkanen, jonka sähkövaraus on 2,0 nC.

  1. Hiukkanen siirtyy 12 cm sähkökentän suuntaan. Väheneekö vai kasvaako hiukkasen sähköinen potentiaalienergia ja kuinka paljon?
  2. Toisen hiukkasen sähkövaraus on 3,5 nC. Kuinka pitkä matka sen tulee siirtyä, jotta sen potentiaalienergian muutos on yhtä suuri kuin ensimmäisen hiukkasen?

 

Näytä ratkaisu

Esimerkki 2

Kahden metallilevyn välillä pidetään 18 V:n jännite. Levyt ovat 32 cm:n etäisyydellä toisistaan.

  1. Laske levyjen välisessä tilassa olevan sähkökentän voimakkuus.
  2. Negatiivisesti varatun levyn pinnalta pääsee irtoamaan elektroni. Mitä sille tapahtuu? Laske elektronin nopeus tapahtuman päätteeksi.
  3. Levyt siirretään 88 cm:n etäisyydelle toisistaan. Kuinka suuria ovat levyjen välinen jännite, elektronin potentiaalienergia ja sähkökentän voimakkuus?

 

Näytä ratkaisu

Esimerkki 3

Oheisessa kuvassa on esitettynä kolmen suuren varauksen muodostaman sähkökentän tasapotentiaalikäyriä. Kuvaan on lisäksi merkitty neljä pistettä: A, B, C ja D.

  1. Määritä jännite pisteestä A pisteeseen B ([[$U_{AB}$]]) sekä [[$U_{CD}$]].
  2. Pieni sähkövaraus [[$Q=2{,}3\text{ nC}$]] siirretään pisteestä A pisteeseen B. Määritä varauksen sähköisen potentiaalienergian muutos. Onko muutos positiivinen vai negatiivinen, ja mitä se kertoo?
  3. Pieni sähkövaraus [[$Q=-6{,}1\text{ nC}$]] siirretään pisteestä B pisteeseen C. Onko tehtävä työtä, vai vapautuuko energiaa? Kuinka paljon?

 

Näytä ratkaisu