- Kaj je električno polje?
- Zgodovina električnega polja
- Enote električnega polja
- Formula električnega polja
- Intenzivnost električnega polja
- Primer električnega polja
Pojasnimo, kaj je električno polje, zgodovino njegovega odkritja, kako se meri njegova jakost in kakšna je njegova formula.
Kaj je električno polje?
Električno polje je fizično polje oz regija prostora, ki je v interakciji z električnimi naboji ali telesi, ki jih nabije električna sila. Njegovo zastopanje s pomočjo amodel opisuje način interakcije različnih teles in sistemov električne narave z njim.
Fizično izraženo je vektorsko polje, v katerem a električni naboj Dani (q) trpi učinke električne sile (F).
Ta električna polja so lahko posledica prisotnosti električnih nabojev ali magnetna polja spremenljivke, kot so pokazali poskusi britanskih znanstvenikov Michela Faradayja in Jamesa C. Maxwella.
Iz tega razloga se električna polja v sodobnih fizičnih perspektivah obravnavajo poleg magnetnih polj, da tvorijo elektromagnetna polja.
Tako je električno polje tisto območje prostora, ki je bilo spremenjeno zaradi prisotnosti električnega naboja. Če je ta naboj pozitiven, ustvari električne poljske linije, ki se v naboju "vzpnejo" in se raztezajo navzven v radialni smeri. Če je po drugi strani naboj negativen, poljske črte na naboju "umrejo". Če se naboj približa območju prostora, kjer obstaja električno polje, bo doživel električno silo z a naslov in pomen.
Zgodovina električnega polja
Koncept električnega polja je prvič predlagal Michel Faraday, ki izhaja iz potrebe po razlagi delovanja električnih sil na daljavo. Ta pojav je bil ključen pri njegovem prikazu elektromagnetne indukcije leta 1831, s čimer je preveril povezave med magnetizem Yelektrika.
Kasnejši prispevek k električnemu polju je bil prispevek Jamesa Maxwella, katerega enačbe so opisovale več vidikov električne dinamike teh polj, zlasti v njihovih Teorija dinamičnega elektromagnetnega polja.
Enote električnega polja
Električnih polj ni mogoče neposredno izmeriti z nobeno vrsto naprav. Vendar je mogoče opazovati njegov učinek na obremenitev, ki se nahaja v njegovi bližini, torej je mogoče izmeriti sila ki delujejo na obremenitev (intenzivnost). Za to se uporabljajo Newton / Coulomb (N / C).
Formula električnega polja
Enačba, ki povezuje električno polje E s silo, s katero deluje na naboj q, je podana z naslednjo enačbo:
F = qE
Kjer je F električna sila, ki deluje na električni naboj q, ki se vnese v polje z intenzivnostjo E. Upoštevajte, da sta tako F kot E vektorski količini, obdarjeni s smislom in smerjo.
Od tam je mogoče matematično napredovati z vključitvijo Coulombovega zakona, pri čemer dobimo, da je E = F / q = 1 / 4πϵ0 = (qi / r2) .ȓi, kjer so ȓi vektorji enote, ki označujejo smer premice, ki združuje vsako naboj qi z vsakim nabojem q.
Intenzivnost električnega polja
Intenzivnost električnega polja je vektorska količina, ki predstavlja električno silo F, ki deluje na dani naboj v natančni količini Newton/Coulomb (N/C).To velikost pogosto imenujemo preprosto "električno polje", ker ni mogoče izmeriti polja samega, temveč njegov učinek na dani naboj.
Za izračun se uporablja formula F = q.E, pri čemer upoštevamo, da če je naboj pozitiven (q> 0), bo imela električna sila enak predznak kot polje in se bo q gibal v isti smeri; če je naboj negativen (q <0), se bo vse zgodilo obratno.
Primer električnega polja
Preprost primer izračuna jakosti električnega polja je:
Če vnesemo električni naboj 5 × 10-6 C v električno polje, ki deluje s silo 0,04 N, s kakšno intenzivnostjo deluje to polje?
Če uporabimo formulo E = F / q, imamo, da je E = 0,04 N / 5 × 10-6 C = 8.000 N / C.