In die materiaal oor Coulomb se wet is die krag tussen elektriese ladings bestudeer. In die oorsig van elektriese velde is 'n ander vorm van Coulomb se wet bespreek, uitgedruk deur die vergelyking F = q E, waar F die elektriese krag is, q die elektriese lading is, en E die elektriese veld is. Daar kan gesê word dat Coulomb se wet 'n wet van fisika is wat die verband tussen elektriese lading (q) en elektriese veld (E) verduidelik.
Gauss se wet is nog 'n wet van fisika wat die verband tussen elektriese lading en elektriese veld verduidelik. Gauss se wet is geformuleer deur Carl Friedrich Gauss (1777–1855), 'n Duitse teoretiese fisikus en wiskundige. Die elektriese veld wat deur een of meer elektriese ladings gegenereer word, kan maklik bereken word met behulp van Coulomb se wet, maar die berekening word meer ingewikkeld as die elektriese veld wat deur 'n verspreiding van elektriese ladings geproduseer word, bepaal word. Gauss se wet bied 'n makliker manier om die elektriese veld wat deur 'n verspreiding van elektriese ladings geproduseer word, te bepaal. Verder, as die elektriese veld bekend is, kan Gauss se wet gebruik word om die verspreiding van elektriese ladings wat die elektriese veld produseer, te bepaal. Die volgende bespreek die konsep en formule vir Gauss se wet.
Beskou 'n positiewe elektriese lading in die middel van die bal soos getoon in die beeld langsaan. As die radius van die bal R is, dan is die elektriese veldsterkte wat deur die lading oor die oppervlak van die bal geproduseer word E = k Q / R2 en die oppervlakte van die sfeer is A = 4πR2Om die elektriese veld te visualiseer, word elektriese veldlyne geteken, maar die figuur wys slegs vier. Aangesien die elektriese lading positief is, word die elektriese veldlyne geteken wat uit die middelpunt van die sfeer uitgaan waar die elektriese lading geleë is, en elke elektriese veldlyn is loodreg op die oppervlak van die sfeer waardeur dit gaan. Hoe verder weg van die elektriese lading, hoe kleiner die elektriese veld, dus neem die afstand tussen die elektriese veldlyne ook toe.
Die elektriese vloed wat die oppervlak van die sfeer binnedring, word bereken met behulp van die volgende formule:
Beskrywing: Φ = elektriese vloed, Q = elektriese lading, k = 9 x 10^ 9 Nm² / C² , εo ( permittiwiteit van vrye ruimte) = 8,85 x 10^ -12 C² /Nm² , π = 3,14. Gebaseer op hierdie vergelyking word die gevolgtrekking gemaak dat die elektriese vloed ( Φ ) wat deur 'n sferiese oppervlak beweeg , eweredig is aan die hoeveelheid elektriese lading (Q) daarin en nie afhanklik is van die radius van die sfeer (R) nie.
Die figuur regs toon vier geslote oppervlaktes wat 'n elektriese lading Q bevat. Die eerste oppervlak is sferies terwyl die ander oppervlaktes onreëlmatige vorms het. Die elektriese lading is positief sodat die elektriese veldlyne wat deur vier pyle voorgestel word, geteken word wat van die lading afkomstig is. Die vier elektriese veldlyne gaan deur die sferiese oppervlak en die ander oppervlak wat 'n onreëlmatige vorm het. In die oorsig rakende elektriese vloed daar word gesê dat Elektriese vloed is die elektriese veldlyne wat 'n sekere oppervlakte binnedring.Die elektriese veldlyne wat al vier oppervlaktes binnedring, is dieselfde sodat die elektriese vloed op al vier oppervlaktes dieselfde waarde het. Die elektriese vloed wat 'n sferiese oppervlak binnedring, is gelyk aan Φ = Q/ε.o , sodat die elektriese vloed wat ander oppervlaktes met onreëlmatige vorms binnedring, ook dieselfde waarde het, naamlik Φ = Q/εoGebaseer op hierdie verduideliking, kan die gevolgtrekking gemaak word dat die elektriese vloed wat 'n geslote oppervlak met 'n elektriese lading binnedring, nie van die vorm van die oppervlak afhang nie en dat die grootte daarvan Φ = 4 π k Q = Q/ε is.o.
Die figuur regs toon twee elektriese ladings binne 'n geslote oppervlak. Die lading Q1 en Q2 positief sodat as dit uitgebeeld word, elke lading 'n elektriese veldlyn het wat van binne die oppervlak af deurdring. Die totale elektriese vloed is die totale aantal elektriese veldlyne wat van 'n geslote oppervlak af deurdring. Omdat die elektriese veldlyne van lading Q1 gelykstaande aan 'n elektriese vloed van Φ = Q1/εo en die elektriese veldlyne van lading Q2 gelykstaande aan 'n elektriese vloed van Φ = Q2/εo dan is die totale aantal elektriese veldlyne gelyk aan Q1/εo + V2/εo = 1/εo (Q1 + V2).
Gebaseer op hierdie verduideliking, kan die gevolgtrekking gemaak word dat die totale elektriese vloed 1/ε o keer die totale elektriese lading in die geslote oppervlak is. Hierdie stelling is Gauss se wet. Wiskundig:
Φ totaal = 1/ε o (Q totaal ) ———- Gauss se wetvergelyking
Q totaal is die totale hoeveelheid elektriese lading binne 'n geslote oppervlak. As daar 'n elektriese lading buite die geslote oppervlak is, word die lading nie in ag geneem nie, want die elektriese vloed wat dit produseer, is nul. Die elektriese vloed is nul omdat die elektriese veldlyne wat van die lading afkomstig is, die geslote oppervlak binnedring en dan weer uitkom sodat die resulterende vloed nul is. Die geslote oppervlak in Gauss se wet is 'n denkbeeldige oppervlak wat aangebied word om die elektriese vloed wat deur elektriese ladings gegenereer word, te bereken. Met ander woorde, elektriese ladings hoef nie binne 'n werklike geslote oppervlak te wees nie. Gauss se wet kan gebruik word om die elektriese veld te bepaal as die verspreiding van elektriese ladings bekend is, of kan ook gebruik word om die verspreiding van elektriese ladings te bepaal as die elektriese veld bekend is. Die gebruik van Gauss se wet om verskeie probleme op te los, word verduidelik in die artikel getiteld " Bepaling van die elektriese veld met behulp van Gauss se wet".
