På denna sida hittar ni fältteoretiska frågor som skickats till mig på e-post. Jag lägger ut de frågor och svar som bedöms vara av intresse för ett flertal studenter på kursen.

2011-09-13: Vad menas med ett dielektrikum?

Dielektrikum (plural: dielektrika) är ett finare ord för isolatormaterial (ett material med måttlig eller ingen elektrisk ledningsförmåga). Benämningen dielektrikum betyder "genomträngligt för kraftlinjer". När materialet utsätts för ett elektriskt fält polariseras materialet och en dipolmomenttäthet uppkommer. Ett mått på polariserbarheten är materialets relativa permittivitet, även kallad relativa dielektricitetskonstanten. Exempel på isolatormaterial är olika plaster och porslin.

2011-09-05: Vad menas med att något är jordat (matematiskt och fysikaliskt)?

Att en ledande kropp är jordad betyder att dess elektriska potential är noll (samma som i oändligheten). Fysikaliskt tänker vi oss att kroppen står i förbindelse med oändligheten genom en tunn ledare. Oändligheten verkar som en stor reservoar av elektrisk laddning (både positiv och negativ kan strömma till i den tunna ledaren). Att den elektriska potentialen är noll på den ledande kroppen medför inte att kroppens totala laddningen är noll (jämför med uppgift 2.4 i exempelsamlingen). Ytladdningstätheten på den ledande kroppen är normalderivatan av potentialen och totala laddningen är således normalderivatan av potentialen integrerat över den ledande kroppens yta. Vi får inte lov att specificera både potentialens värde på den ledande kroppen och kroppens totala laddning. När det ena är givet följer det andra automatiskt. Förhållandet mellan totala laddningen Q på den ledande kroppen och dess potential (spänning relativt oändligheten) V är C = Q/V (kom ihåg att den ledande kroppen är en ekvipotentialyta). Kapacitansen relativt oändligheten, C, är en geometrisk storhet som endast beror på den ledande kroppens form.

Fysikaliskt kan vi bara observera elektriska spänning (potentialskillnad) och elektriskt fält (rumslig derivata av potentialen, även det en slags potentialskillnad). Till varje potential kan vi alltså addera en godtycklig konstant utan att påverka spänningen eller det elektriska fältet. I kretsteorin utnyttjar vi denna mångtydighet genom att införa en punkt i vår krets där vi sätter potentialen till noll (kallas vår jordpunkt, eller mer korrekt, signaljord). Signaljorden är ett beräkningstekniskt hjälpmedel och betyder inte att punkten i fråga nödvändigtvis står i förbindelse med oändligheten. Alla andra potentialer i kretsen relateras sedan till denna signaljord. Observera att den elektriska spänningen ej beror på valet av signaljord i vår krets. I fältteorin är den elektriska potentialen främst ett matematiskt hjälpmedel för att beräkna det elektriska fältet. Även här är det endast potentialskillnaden som är viktig, och denna tolkar vi som det elektrostatiska arbete som krävs för att förflytta en punktladdning med enhetsstyrka från en punkt till en annan i ett yttre elektriskt fält (se uppgift 2.6 i exempelsamlingen).