medan elektrik

Fizikal

2022

Kami menerangkan apa itu medan elektrik, sejarah penemuannya, cara keamatannya diukur dan apakah formulanya.

Medan elektrik ialah kawasan ruang yang diubah suai oleh cas elektrik.

Apakah medan elektrik?

Medan elektrik ialah medan fizikal atau wilayah ruang yang berinteraksi dengan cas elektrik atau jasad yang dicas oleh daya elektrik. Perwakilan beliau melalui amodel menerangkan cara badan dan sistem berbeza yang bersifat elektrik berinteraksi dengannya.

Dinyatakan dalam istilah fizikal, ia adalah medan vektor di mana a cas elektrik A diberi (q) mengalami kesan daya elektrik (F).

Medan elektrik ini boleh menjadi akibat daripada kehadiran cas elektrik, atau daripada medan magnet pembolehubah, seperti yang ditunjukkan oleh eksperimen saintis British Michel Faraday dan James C. Maxwell.

Atas sebab itu, medan elektrik, dalam perspektif fizikal kontemporari, dianggap bersama medan magnet untuk membentuk medan elektromagnet.

Oleh itu, medan elektrik ialah kawasan ruang yang telah diubah suai dengan kehadiran cas elektrik. Jika cas ini positif, ia menghasilkan garis medan elektrik yang "naik" dalam cas dan memanjang ke luar dalam arah jejari. Jika, sebaliknya, cas adalah negatif, garis medan "mati" pada cas. Jika cas menghampiri kawasan ruang di mana medan elektrik wujud, ia akan mengalami daya elektrik dengan a alamat dan makna.

Sejarah medan elektrik

Konsep medan elektrik dicadangkan buat kali pertama oleh Michel Faraday, timbul daripada keperluan untuk menerangkan tindakan daya elektrik pada jarak jauh. Fenomena ini adalah kunci dalam demonstrasi induksi elektromagnet pada tahun 1831, dengan itu mengesahkan hubungan antara kemagnetan Yelektrik.

Sumbangan kemudiannya kepada medan elektrik ialah James Maxwell, yang persamaannya menerangkan pelbagai aspek dinamik elektrik medan ini, terutamanya dalam Teori Medan Elektromagnet Dinamik.

Unit Medan Elektrik

Medan elektrik tidak boleh diukur secara langsung, dengan sebarang jenis peranti. Tetapi adalah mungkin untuk melihat kesannya pada beban yang terletak di sekitarnya, iaitu, adalah mungkin untuk mengukur memaksa bertindak ke atas beban (intensiti). Newton / coulomb (N / C) digunakan untuk ini.

Formula medan elektrik

Persamaan yang mengaitkan medan elektrik E dengan daya yang dikenakan pada cas q diberikan oleh persamaan berikut:

F = qE

Di mana F ialah daya elektrik yang bertindak ke atas cas elektrik q yang diperkenalkan di medan dengan keamatan E. Perhatikan bahawa kedua-dua F dan E ialah kuantiti vektor, dikurniakan deria dan arah.

Dari situ, adalah mungkin untuk memajukan secara matematik dengan memasukkan Hukum Coulomb, memperoleh bahawa E = F / q = 1 / 4πϵ0 = (qi / r2) .ȓi, dengan ȓi ialah vektor unit yang menandakan arah garis yang menyatukan setiap satu. caj qi dengan setiap caj q.

Keamatan medan elektrik

Caj elektrik positif menghasilkan medan elektrik ke luar dan medan elektrik negatif ke dalam.

Keamatan medan elektrik ialah kuantiti vektor yang mewakili daya elektrik F yang bertindak pada cas tertentu dalam jumlah tepat Newton / Coulomb (N / C).Magnitud ini sering dipanggil hanya "medan elektrik", kerana medan itu sendiri tidak boleh diukur, tetapi kesannya pada caj tertentu.

Untuk mengiranya, formula F = q.E digunakan, dengan mengambil kira bahawa jika cas adalah positif (q> 0), daya elektrik akan mempunyai tanda yang sama dengan medan dan q akan bergerak ke arah yang sama; manakala jika cas negatif (q <0), semuanya akan berlaku sebaliknya.

Contoh medan elektrik

Contoh mudah untuk mengira keamatan medan elektrik ialah:

Jika kita memasukkan cas elektrik 5 × 10-6 C ke dalam medan elektrik yang bertindak dengan daya 0.04 N, dengan keamatan apakah medan ini bertindak?

Menggunakan formula E = F / q, kita mempunyai E = 0.04 N / 5 × 10-6 C = 8,000 N / C.

!-- GDPR -->