- Čo je elektrické pole?
- História elektrického poľa
- Jednotky elektrického poľa
- Vzorec elektrického poľa
- Intenzita elektrického poľa
- Príklad elektrického poľa
Vysvetlíme, čo je elektrické pole, históriu jeho objavu, ako sa meria jeho intenzita a aký je jeho vzorec.
Čo je elektrické pole?
Elektrické pole je fyzikálne pole resp regiónu priestoru, ktorý interaguje s elektrickými nábojmi alebo telesami nabitými elektrickou silou. Jeho reprezentácia prostredníctvom aModel opisuje spôsob, akým s ním interagujú rôzne telesá a systémy elektrického charakteru.
Fyzikálne povedané, je to vektorové pole, v ktorom a nabíjačka Daná (q) trpí účinkami elektrickej sily (F).
Tieto elektrické polia môžu byť dôsledkom prítomnosti elektrických nábojov, resp magnetické polia premenných, ako ukázali experimenty britských vedcov Michela Faradaya a Jamesa C. Maxwella.
Z tohto dôvodu sa elektrické polia v súčasných fyzikálnych perspektívach považujú spolu s magnetickými poľami za vytvorenie elektromagnetických polí.
Elektrické pole je teda oblasť priestoru, ktorá bola modifikovaná prítomnosťou elektrického náboja. Ak je tento náboj kladný, generuje siločiary elektrického poľa, ktoré "stúpajú" v náboji a rozširujú sa smerom von v radiálnom smere. Ak je na druhej strane náboj záporný, siločiary na náboji "zomrú". Ak sa náboj priblíži k oblasti priestoru, kde existuje elektrické pole, zažije elektrickú silu s a adresu a zmysel.
História elektrického poľa
Pojem elektrického poľa prvýkrát navrhol Michel Faraday, ktorý vznikol z potreby vysvetliť pôsobenie elektrických síl na diaľku. Tento jav bol kľúčový pri jeho demonštrácii elektromagnetickej indukcie v roku 1831, čím sa overili prepojenia medzi nimi magnetizmus Yelektriny.
Neskorším príspevkom k elektrickému poľu bol príspevok Jamesa Maxwella, ktorého rovnice popisovali viaceré aspekty elektrickej dynamiky týchto polí, najmä v ich Teória dynamického elektromagnetického poľa.
Jednotky elektrického poľa
Elektrické polia nie sú priamo merateľné akýmkoľvek typom zariadenia. Je však možné pozorovať jeho vplyv na zaťaženie nachádzajúce sa v jeho blízkosti, to znamená, že je možné merať sila pôsobiace na záťaž (intenzitu). Používa sa na to newton / coulomb (N / C).
Vzorec elektrického poľa
Rovnica, ktorá spája elektrické pole E so silou, ktorú pôsobí na náboj q, je daná nasledujúcou rovnicou:
F = qE
Kde F je elektrická sila, ktorá pôsobí na elektrický náboj q zavedený do poľa s intenzitou E. Všimnite si, že F aj E sú vektorové veličiny, ktoré majú zmysel a smer.
Odtiaľ je možné pokročiť matematicky začlenením Coulombovho zákona, pričom sa získa, že E = F / q = 1 / 4πϵ0 = (qi / r2) .ȓi, kde ȓi sú jednotkové vektory, ktoré označujú smer čiary, ktorá spája každý nabite qi každým nabitím q.
Intenzita elektrického poľa
Intenzita elektrického poľa je vektorová veličina, ktorá predstavuje elektrickú silu F pôsobiacu na daný náboj v presnom množstve Newton / Coulomb (N / C).Táto veľkosť sa často nazýva jednoducho „elektrické pole“, pretože samotné pole nemožno merať, ale jeho vplyv na daný náboj.
Na jej výpočet sa používa vzorec F = q.E, berúc do úvahy, že ak je náboj kladný (q> 0), elektrická sila bude mať rovnaké znamienko ako pole a q sa bude pohybovať rovnakým smerom; zatiaľ čo ak je náboj záporný (q <0), všetko sa stane naopak.
Príklad elektrického poľa
Jednoduchý príklad výpočtu intenzity elektrického poľa je:
Ak do elektrického poľa, ktoré pôsobí silou 0,04 N, zavedieme elektrický náboj 5 × 10-6 C, akou intenzitou toto pole pôsobí?
Aplikovaním vzorca E = F / q máme, že E = 0,04 N / 5 × 10-6 C = 8 000 N / C.