Artikel oor die elektriese veld
Oor die onderwerp van elektriese lading, is daar geleer dat soortgelyke ladings mekaar afstoot, terwyl verskillende ladings mekaar aantrek. As 'n positief gelaaide voorwerp naby 'n negatief gelaaide voorwerp gebring word, trek die twee voorwerpe na mekaar toe sodat hulle na mekaar toe beweeg. Omgekeerd, as 'n positief gelaaide voorwerp naby 'n positief gelaaide voorwerp gebring word, stoot die twee voorwerpe mekaar af sodat hulle van mekaar af wegbeweeg. Soos bestudeer oor die onderwerp van Coulomb se wet, kan elektries gelaaide voorwerpe ander elektries gelaaide voorwerpe versnel omdat daar 'n elektriese krag tussen hierdie elektries gelaaide voorwerpe inwerk. Die elektriese krag wat deur 'n elektries gelaaide voorwerp op ander elektries gelaaide voorwerpe uitgeoefen word, is een voorbeeld van 'n krag wat sonder kontak kan inwerk. Nog 'n voorbeeld van die krag wat op 'n afstand kan inwerk, is die krag van swaartekrag . Die swaartekrag word deur 'n massa-voorwerp op ander massa-voorwerpe uitgeoefen.
Wrywingskrag , stootkrag, normaalkrag is voorbeelde van kragte wat maklik is om te verstaan, want hierdie kragte werk wanneer kontak plaasvind. Inteendeel, die elektriese krag is 'n voorbeeld van 'n krag wat moeilik is om te verstaan, want hierdie krag kan vanaf 'n sekere afstand werk sonder aanraking. Om die elektriese krag te verstaan wat vanaf 'n sekere afstand kan werk, verskyn die konsep van elektriese veld. Die elektriese veldkonsep is ontwikkel deur die Britse wetenskaplike Michael Faraday (1791-1867).
Definisie van die elektriese veld (E)
Gestel 'n glas was aanvanklik elektries neutraal. Nadat dit met 'n lap gevryf is, word die glasstaaf elektries gelaai. Wanneer die glasstaaf elektries gelaai word, verskyn daar terselfdertyd 'n elektriese veld rondom die glas. As die glas neutraal word, verdwyn die elektriese veld terselfdertyd. Dus kan die bestaan van 'n E nie geskei word van die teenwoordigheid van 'n elektriese lading nie. Die E is nie 'n soort stof soos lug nie en ook nie 'n soort golf soos elektromagnetiese golwe nie. 'n E is iets wat deur 'n elektriese lading veroorsaak word en beïnvloed die ruimte rondom 'n elektriese lading, waar ander elektriese ladings slegs die invloed van 'n E voel.
Om te toets of daar 'n E in 'n kamer is, word aanvaar dat daar 'n toetslading in daardie ruimte is. Die toetslading is 'n minimale lading (Q) sodat die lading 'n elektriese veld produseer wat klein is, dus kan dit geïgnoreer word. Die toetslading kan egter die invloed van die elektriese veld wat deur ander elektriese ladings gegenereer word, voel. Die toetslading word slegs aangebied om te ondersoek of daar 'n E is. As daar 'n E in die ruimte is,
Die toetslading moet die elektriese krag ervaar, terwyl as daar geen E is nie, die toetslading nie die elektriese krag ervaar nie.
Kyk na die figuur aan die kant.
In figuur 1 produseer die lading +q1 en die lading +q2 ' n E in die omliggende ruimte. Wanneer die toetslading +qo op 'n punt in die ruimte geplaas word, ervaar die toetslading +qo die elektriese krag. F1 is die elektriese krag wat deur die lading + q1 op die toetslading +qo uitgeoefen word , en F2 is die elektriese krag wat deur die lading +q2 op die toetslading +qo uitgeoefen word . In Figuur 2, wanneer die toetslading verwyder word, bly die E en verdwyn nie van daardie punt nie. E1 is 'n elektriese veld wat deur 'n elektriese lading + q1 geproduseer word , en E2 is 'n E wat deur 'n elektriese lading +q2 geproduseer word.
Die grootte van die elektriese veld
Die E is 'n vektorhoeveelheid, waar die elektriese veld 'n grootte en rigting het. Die grootte van 'n E word gewoonlik na verwys as 'n E-sterkte. Die sterkte van die E by 'n punt word gedefinieer as die krag van elektrisiteit wat deur 'n elektriese lading op 'n positiewe toetslading wat by daardie punt geplaas word, uitgeoefen word, gedeel deur die grootte van die toetslading.
E = elektriese veldsterkte
F = elektriese krag
q = toetslading
Die eenheid van elektriese krag is Newton, en die eenheid van elektriese lading is Coulomb, sodat die eenheid van E Newton / Coulomb is, afgekort as N/C.
Die rigting van die elektriese veld
In Figuur 1a oefen 'n positiewe elektriese lading (+Q) die elektriese krag op die positiewe toetslading (+q) uit, waar die rigting van die elektriese krag (F) weg van die lading van +Q is.
In Figuur 1b, wanneer die toetslading verwyder word, is daar op hierdie punt 'n elektriese veld (E) waarvan die rigting weg van die elektriese lading Q is.
In Figuur 2a oefen 'n negatiewe elektriese lading (-Q) die elektriese krag in 'n positiewe toetslading (+q) uit, waar die rigting van die elektriese krag (F) die lading -Q nader.
In Figuur 2b, wanneer die toetslading verwyder word, is daar op hierdie punt 'n elektriese veld (E) waarvan die rigting naby die elektriese lading -Q is.
Gebaseer op die figuur en verduideliking hierbo, kan die gevolgtrekking gemaak word dat die rigting van die elektriese veld weg van die positiewe elektriese lading is en die negatiewe elektriese lading nader.
Elektriese veldlyne
Die E word deur 'n elektriese lading gegenereer en beïnvloed die ruimte rondom die elektriese lading, waar die invloed van die E slegs deur ander elektriese ladings gevoel word. Wanneer 'n ander elektriese lading in die E is wat deur 'n elektriese lading gegenereer word, voel 'n ander elektriese lading die invloed van 'n elektriese krag.
Om die elektriese veld hierbo te verstaan, soos beskryf in die artikel oor die E, kan met die verstand gerealiseer word, maar kan slegs in die verstand verbeel word. Om 'n E te visualiseer, word elektriese veldlyne aangebied. Elektriese veldlyne is 'n stel lyne wat rondom 'n elektriese lading getrek word om die bestaan van 'n elektriese veld aan te dui. Omdat dit daarop gemik is om die teenwoordigheid van 'n E aan te toon, is daar 'n verband tussen hierdie lyne met 'n E. Met ander woorde, die grootte en rigting van die E kan verduidelik word deur elektriese veldlyne te teken.
Die volgende is die verband tussen rigting en elektriese veldsterkte met elektriese veldlyne:
Eerstens beweeg die rigting van die E weg van die positiewe lading en nader die negatiewe lading. Dus is die rigting van die elektriese veldlyne ook weg van die positiewe lading en nader die negatiewe lading.
As die positiewe lading langs die negatiewe lading is, word die elektriese veldlyne uit die positiewe lading na die negatiewe lading getrek. Omgekeerd, as 'n positiewe lading langs 'n positiewe lading is, word die elektriese veldlyne uit elke positiewe lading en weg van mekaar getrek.
Tweedens, die elektriese veldsterkte word voorgestel deur die afstand tussen die elektriese veldlyne. Hoe nader die afstand tussen die lyne van die elektriese veld, hoe hoër die sterkte van die elektriese veld en hoe verder die afstand tussen die lyne van die elektriese veld, hoe kleiner die elektriese veldsterkte.
Waarom is dit so, hoe nader die afstand tussen die lyne, hoe hoër die elektriese veldsterkte? Om dit te verstaan, kyk na die volgende verduideliking. Veronderstel 'n positiewe lading is in die middel van die sfeer en die elektriese veldlyne versprei in verskillende rigtings deur die oppervlak van die sfeer. As die aantal elektriese veldlyne N is en die oppervlakte van die sfeer 4πr² is , dan is die aantal lyne per eenheidsoppervlakte of lyndigtheid N / 4πr² . Gebaseer op hierdie formule, vir dieselfde N, as r kleiner word, word die afstand tussen die lyne nader en as r meer beduidend word, word die afstand tussen die lyne verder weg.
Die formule vir elektriese veldsterkte E = kq / r² toon ook dat die elektriese veldsterkte omgekeerd eweredig is aan die kwadraat van die afstand. As r kleiner is, word die elektriese veldsterkte meer prominent, en as r meer prominent word, word die elektriese veldsterkte kleiner.
Gebaseer op die bogenoemde oorsig, kan die gevolgtrekking gemaak word dat as r kleiner word (nader aan die lading kom), die elektriese veldsterkte groter word en die afstand tussen die lyne ook nader kom. Omgekeerd, as r meer prominent word (hoe verder weg van die lading), word die elektriese veldsterkte kleiner en die afstand tussen die lyne ook verder weg.
Derdens, die aantal E-lyne is eweredig aan die elektriese veldsterkte. Hoe meer elektriese veldlyne, hoe hoër die elektriese veldsterkte. Hoe minder elektriese veldlyne, hoe kleiner die elektriese veldsterkte.
