- Kas ir elektriskais lauks?
- Elektriskā lauka vēsture
- Elektriskā lauka mērvienības
- Elektriskā lauka formula
- Elektriskā lauka intensitāte
- Elektriskā lauka piemērs
Mēs izskaidrojam, kas ir elektriskais lauks, tā atklāšanas vēsturi, kā tiek mērīta tā intensitāte un kāda ir tā formula.
Kas ir elektriskais lauks?
Elektriskais lauks ir fiziskais lauks vai novads telpas, kas mijiedarbojas ar elektriskiem lādiņiem vai ķermeņiem, kas uzlādēti ar elektrisku spēku. Viņa pārstāvība, izmantojot amodelis apraksta veidu, kādā dažādi ķermeņi un elektriskās dabas sistēmas mijiedarbojas ar to.
Fiziskā izteiksmē tas ir vektoru lauks, kurā a elektriskais lādiņš Dotais (q) cieš no elektriskā spēka (F) ietekmes.
Šie elektriskie lauki var būt elektrisko lādiņu klātbūtnes sekas vai magnētiskie lauki mainīgie, kā to pierāda britu zinātnieku Mišela Faradeja un Džeimsa Maksvela eksperimenti.
Šī iemesla dēļ elektriskie lauki mūsdienu fiziskajā perspektīvā tiek uzskatīti kopā ar magnētiskajiem laukiem, veidojot elektromagnētiskos laukus.
Tādējādi elektriskais lauks ir tas telpas apgabals, kas ir modificēts elektriskā lādiņa klātbūtnes dēļ. Ja šis lādiņš ir pozitīvs, tas ģenerē elektriskā lauka līnijas, kas "paceļas" lādiņā un stiepjas uz āru radiālā virzienā. Ja, no otras puses, lādiņš ir negatīvs, lauka līnijas "mirst" uz lādiņa. Ja lādiņš tuvojas telpas apgabalam, kurā pastāv elektriskais lauks, tas piedzīvos elektrisko spēku ar a adrese un nozīme.
Elektriskā lauka vēsture
Elektriskā lauka jēdzienu pirmo reizi ierosināja Mišels Faradejs, kas izriet no nepieciešamības izskaidrot elektrisko spēku darbību no attāluma. Šī parādība bija galvenā viņa elektromagnētiskās indukcijas demonstrācijā 1831. gadā, tādējādi pārbaudot saiknes starp magnētisms Yelektrība.
Vēlākais ieguldījums elektriskajā laukā bija Džeimss Maksvels, kura vienādojumi aprakstīja vairākus šo lauku elektriskās dinamikas aspektus, īpaši tos. Dinamiskā elektromagnētiskā lauka teorija.
Elektriskā lauka mērvienības
Elektriskie lauki nav tieši izmērāmi ar jebkāda veida ierīcēm. Bet ir iespējams novērot tā ietekmi uz slodzi, kas atrodas tās tuvumā, tas ir, ir iespējams izmērīt spēku iedarbojoties uz slodzi (intensitāti). Šim nolūkam izmanto Ņūtonu / kulonu (N / C).
Elektriskā lauka formula
Vienādojums, kas saista elektrisko lauku E ar spēku, ko tas iedarbojas uz lādiņu q, ir dots ar šādu vienādojumu:
F = qE
Kur F ir elektriskais spēks, kas iedarbojas uz elektrisko lādiņu q, kas ievadīts laukā ar intensitāti E. Ņemiet vērā, ka gan F, gan E ir vektora lielumi, kuriem ir nozīme un virziens.
No turienes ir iespējams virzīties uz priekšu matemātiski, iekļaujot Kulona likumu, iegūstot, ka E = F / q = 1 / 4πϵ0 = (qi / r2) .ȓi, kur ȓi ir vienības vektori, kas iezīmē tās līnijas virzienu, kas savieno katru uzlādējiet qi ar katru lādiņu q.
Elektriskā lauka intensitāte
Elektriskā lauka intensitāte ir vektora lielums, kas atspoguļo elektrisko spēku F, kas iedarbojas uz noteiktu lādiņu precīzā Ņūtona / Kulona (N / C) apjomā.Šo lielumu bieži sauc vienkārši par "elektrisko lauku", jo nevar izmērīt pašu lauku, bet gan tā ietekmi uz doto lādiņu.
Tā aprēķināšanai izmanto formulu F = q.E, ņemot vērā, ka, ja lādiņš ir pozitīvs (q> 0), elektriskajam spēkam būs tāda pati zīme kā laukam un q virzīsies vienā virzienā; turpretim, ja lādiņš ir negatīvs (q <0), viss notiks otrādi.
Elektriskā lauka piemērs
Vienkāršs elektriskā lauka intensitātes aprēķināšanas piemērs ir:
Ja elektriskajā laukā, kas iedarbojas ar 0,04 N spēku, ievadām elektrisko lādiņu 5 × 10-6 C, ar kādu intensitāti šis lauks iedarbojas?
Izmantojot formulu E = F / q, iegūstam, ka E = 0,04 N / 5 × 10-6 C = 8000 N / C.