የኤሌክትሪክ ፍሉክስ

በኤሌክትሪክ መስክ ርዕስ ውስጥ ፣ በአንድ የኤሌክትሪክ ክፍያ፣ በበርካታ የኤሌክትሪክ ክፍያዎች ወይም በኤሌክትሪክ ክፍያዎች ስርጭት የሚፈጠረውን የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ ለማስላት ጥቅም ላይ ሊውል የሚችል የኤሌክትሪክ መስክ ፍቺ እና ቀመር ተወያይተናል። በኤሌክትሪክ ክፍያ ወይም በሁለት የኤሌክትሪክ ክፍያዎች የሚፈጠረውን የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ ስሌት በቀላሉ በኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ ቀመር በመጠቀም ይፈታል። የሚሰላው በኤሌክትሪክ ክፍያ ስርጭት የሚፈጠረውን የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ ከሆነ፣ የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ ቀመርን ሲጠቀሙ ስሌቱ የበለጠ የተወሳሰበ ነው ነገር ግን የጋውስን ሕግ ከተጠቀሙ ቀላል ነው ። የጋውስን ሕግ በጥልቀት ከማጥናትዎ በፊት፣ በመጀመሪያ የኤሌክትሪክ ፍሰትን ይረዱ ምክንያቱም የኤሌክትሪክ ፍሰት ጽንሰ-ሀሳብ በጋውስ ሕግ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።

የኤሌክትሪክ ፍሰትን መረዳት

ፍሉዌንዛ የሚለው ቃል የመጣው ከላቲን ቃል ነው፣ ፍሉዌንዛ ፣ ማለትም ፍሉዌንዛ ማለት ነው። ቃል በቃል የኤሌክትሪክ ፍሉዌንዛ የኤሌክትሪክ መስክ ፍሰት ተብሎ ሊገለጽ ይችላል። እዚህ ላይ ያለው ፍሉዌንዛ የሚለው ቃል እንደ ፈሳሽ ውሃ የሚፈስ የኤሌክትሪክ መስክን አያመለክትም፣ ይልቁንም በተወሰነ አቅጣጫ የሚያመለክት የኤሌክትሪክ መስክ መኖሩን ይገልጻል። በኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች ርዕስ ውስጥ የኤሌክትሪክ መስኮች በኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች እንደሚታዩ ወይም እንደሚሳሉ ተብራርቷል፣ ስለዚህ ፍሉዌንዛ እንደ የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮችም ይገለጻል። ስለዚህ ፍሉዌንዛ በተወሰነ የገጽታ ቦታ የሚያልፉ የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች ናቸው፣ ከታች ባለው ምስል ላይ እንደተገለጸው።

ፎርሙላ 

በሂሳብ፣ የኤሌክትሪክ ፍሰት የኤሌክትሪክ መስክ (E)፣ የገጽታ ስፋት (A) እና በመካከል ያለው አንግል ኮሳይን ውጤት ነው። ከገጹ ጋር ቀጥ ያሉ መደበኛ መስመሮች ያሉት የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች።

Φ = EA cos θ …………. (ቀመር 1)

የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮቹ በሥዕሉ ላይ እንደሚታየው ከሚያልፉት የወለል ስፋት ጋር ቀጥ ያሉ ከሆኑ፣ በኤሌክትሪክ መስክ መስመሮቹ እና በተለመደው መስመር መካከል ያለው አንግል 0 ነው^o, የት cos 0^o = 1. ስለዚህ ቀመር ወደ፡ ተቀይሯል

Φ = EA cos 0^o = ኢኢ (1)
Φ = EA …………. (ቀመር 2)

ከላይ ባለው የፍሉክስ ቀመር ላይ በመመስረት፣ በርካታ ነገሮችን መደምደም ይቻላል። በመጀመሪያ ፣ የኤሌክትሪክ መስክ መስመሩ ከገጽታ ስፋት ጋር ቀጥ ያለ ሲሆን ፍሉ ከፍተኛውን እሴት ያገኛል ምክንያቱም በዚያ ሁኔታ በኤሌክትሪክ መስክ መስመሩ እና በተለመደው መስመር መካከል ያለው አንግል 0 ^{o ሲሆን፣ የ0 o} የኮሳይን እሴት 1 ነው። ሁለተኛ ፣ የኤሌክትሪክ መስክ መስመሩ ከገጽታ ስፋት ጋር ትይዩ ሲሆን ፍሉ ዝቅተኛው እሴት ላይ ነው ምክንያቱም በዚያ ሁኔታ በኤሌክትሪክ መስክ መስመሩ እና በተለመደው መስመር መካከል ያለው አንግል 90 ^{o ሲሆን፣ የ90 o} የኮሳይን እሴት 0 ነው። ሶስተኛ ፣ ፍሉ በኤሌክትሪክ መስክ (E) እና በገጽታ ስፋት (A) ላይ የተመሰረተ ነው። ከላይ ባለው ምሳሌ ላይ እንደሚታየው አራት ማዕዘን ቅርጽ ያለው የገጽታ ስፋት በተጨማሪ፣ የገጽታ ስፋት ክብ እና ሌሎችም ሊሆን ይችላል።

የተሸፈነ ወለል

ቀደም ሲል የተገለጸው የኤሌክትሪክ ፍሰት የክፍት ወለል (ካሬ ወይም አራት ማዕዘን ቅርጽ ያለው የገጽታ ስፋት) ምሳሌ ተጠቅሟል። እንደ ኩብ፣ ብሎክ ወይም ሉል ባሉ በተዘጋ ወለል ላይ ስለሚኖረው ፍሰትስ? ከታች ባለው ምስል እንደሚታየው በብሎክ ውስጥ የሚያልፉ የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች አሉ እንበል።
ሰማያዊ ቀለም ያላቸው የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች ከጨረሩ የላይኛው እና የታችኛው ገጽታዎች ጋር ይጣጣማሉ እና 90 ማዕዘን ይፈጥራሉ^o የላይኛው እና የታችኛው ወለል መደበኛ መስመሮችን በመጠቀም። ስለዚህ በጨረሩ የላይኛው እና የታችኛው ወለል ላይ ያለው ፍሰት Φ = EA cos 90 ነው^o = ኢኢ (0) = 0።

ቢጫ ቀለም ያላቸው የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች ከጨረሩ የቀኝ እና የግራ ጎኖች ጋር ይጣጣማሉ ስለዚህም 90 ማዕዘን ይፈጥራሉ^o በግራ እና በቀኝ በኩል ባሉት መደበኛ መስመሮች። ስለዚህ በብሎኩ የቀኝ እና የግራ ጎን ገጽታዎች ላይ ያለው ፍሰት Φ = EA cos 90 ነው^o = ኢኢ (0) = 0።
ቀይ ቀለም የተቀቡት የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች ከግድቡ የፊት እና የኋላ ገጽታዎች ጋር ቀጥ ያሉ ሲሆኑ የ0 አንግል ይፈጥራሉ^o ከፊትና ከኋላ ወለል መደበኛ መስመሮች ጋር። ስለዚህ ፍሰቱ Φ = EA cos 0 ነው^o = ኢኢ (1) = ኢኤ.

ከላይ ባለው ምስል ላይ፣ ቀይ የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች ወደ ብሎኩ ሲንቀሳቀሱ እና ከዚያም ከብሎኩ ሲወጡ ይታያሉ። የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች በብሎኩ ውስጥ አሉታዊ ክፍያ እንዳለ ወደ ብሎኩ ሲገቡ፣ ፍሰቱ አሉታዊ ነው። በተቃራኒው፣ የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች በብሎኩ ውስጥ አዎንታዊ ክፍያ እንዳለ ያህል ከብሎኩ ሲወጡ፣ የኤሌክትሪክ ፍሰት አዎንታዊ ነው። በጥራትም ሆነ ያለ ስሌት፣ ወደ ብሎኩ የሚገቡት የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች ብዛት ከብሎኩ የሚወጡት የኤሌክትሪክ መስክ መስመሮች ብዛት ጋር ተመሳሳይ ከሆነ፣ የውጤቱ ፍሰት ዜሮ ነው። በቁጥርም ሆነ በስሌቶች፣ በብሎኩ ውስጥ የሚያልፈው የኤሌክትሪክ ፍሰት እንደሚከተለው ይሰላል፡ ገቢ ፍሰት = Φ 1 = – EA cos 0 ^o = – EA (1) = -EA እና የሚወጣው ፍሰት = Φ ₂ = + EA cos 0 ^o = + EA (1) = +E A። ጠቅላላ ፍሰት Φ = -Φ ₁ + Φ ₂ = -EA + EA = 0 ነው _።

ከላይ በተጠቀሱት ስሌቶች ላይ በመመስረት፣ ከላይ በስዕሉ ላይ እንደሚታየው በብሎክ ውስጥ የሚያልፈው አጠቃላይ ፍሰት ዜሮ ነው የሚል ድምዳሜ ላይ ደርሷል። በብሎክ ውስጥ የኤሌክትሪክ ክፍያ ስለሌለ አጠቃላይ ፍሰቱ ዜሮ ነው ሊባል ይችላል። ስለዚህ፣ እንደ ብሎክ፣ ኩብ፣ ሉል ወይም ሌላ ነገር ባሉ የተዘጋ ወለል ውስጥ የኤሌክትሪክ ክፍያ ከሌለ፣ አጠቃላይ ፍሰቱ ዜሮ ነው። በተዘጋው ወለል ውስጥ የኤሌክትሪክ ክፍያ ካለስ?

በቀኝ በኩል ባለው ምስል ላይ እንደሚታየው በሉሉ መሃል ላይ የኤሌክትሪክ ቻርጅ እንዳለ እናስብ። የሚታዩት አራቱ የኤሌክትሪክ ፊልድ መስመሮች ከሉሉ መሃል ቀጥ ብለው ወደ ሉሉ ወለል የሚንቀሳቀሱ ሌሎች የኤሌክትሪክ ፊልድ መስመሮችን ይወክላሉ። እያንዳንዱ መስመር በሚያልፈው ሉል ወለል ላይ ቀጥ ብሎ የሚገኝ ሲሆን መደበኛው መስመር ከሉሉ ወለል ጋር ቀጥ ብሎ 0 ^{° አንግል ይፈጥራል።}

በሉል ውስጥ የኤሌክትሪክ ፍሰት;

የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ ቀመር E = k Q / r ² ሲሆን የአንድ ሉል የገጽታ ስፋት ቀመር A = 4 π r ² ነው ስለዚህ የፍሰት ቀመር ወደሚከተለው ይቀየራል

በሉሉ መሃል ላይ ያለው ክፍያ +2Q ከሆነ በሉሉ ውስጥ ያለው ፍሰት

ከላይ በተጠቀሰው ቀመር መሠረት፣ በተዘጋ ክብ ወለል ውስጥ የኤሌክትሪክ ክፍያ ካለ፣ በሉሉ ውስጥ ያለው የፍሰት እሴት በሉሉ ዲያሜትር ወይም ራዲየስ ላይ የተመሰረተ እንዳልሆነ ደምድሟል። የፍሰት እሴቱ በሉሉ ውስጥ ካለው አጠቃላይ የኤሌክትሪክ ክፍያ 4πk እጥፍ ወይም በሉሉ ውስጥ ካለው አጠቃላይ የኤሌክትሪክ ክፍያ 1/ε _{o እጥፍ ነው።}

የኤሌክትሪክ ፍሰት ዩኒት

የፍሰት መሰረታዊ ቀመር Φ = EA ሲሆን፣ E የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ እና A የገጽታ ስፋት ነው። የኤሌክትሪክ መስክ አሃድ ኒውተን በኩሎምብ (N/C) ሲሆን የገጽታ ስፋት አሃድ ደግሞ ካሬ ሜትር (m2 ⁾ ስለሆነ የፍሰት አሃድ ኒውተን ስኩዌር ሜትር በኩሎምብ (Nm2 ^/ C) ነው።