Elektrik Sahəsi

Həmçinin elektrik sahəsi suallarının müzakirəsini və elektrik sahəsi suallarının nümunələrini araşdırın.

Məsafədə təsir göstərə bilən elektrik qüvvəsinin anlaşılmasını asanlaşdırmaq üçün sahə anlayışı təqdim edildi. Elektrik sahəsi anlayışı Britaniya alimi Maykl Faradey (1791–1867) tərəfindən hazırlanmışdır.

Anlama

Tutaq ki, şüşə çubuq əvvəlcə elektrik cəhətdən neytraldır. Parça ilə sürtüldükdən sonra şüşə çubuq elektrik yüklü olur. Şüşə çubuq elektrik yükünə malik olduqda , eyni zamanda şüşə çubuğun ətrafında bir sahə yaranır. Şüşə çubuq neytral olarsa, sahə eyni zamanda fəzadan yox olur. Beləliklə, sahənin mövcudluğu elektrik yükünün mövcudluğundan ayrılmazdır. Elektrik sahəsi hava kimi bir maddə növü və ya elektromaqnit dalğaları kimi bir dalğa növü deyil, elektrik yükü ilə yaranan və elektrik yükü ətrafındakı fəzaya təsir edən bir şeydir, burada onun təsiri yalnız digər elektrik yükləri tərəfindən hiss olunur.

Bir fəzada bir sahənin olub olmadığını yoxlamaq üçün həmin fəzada bir sınaq yükünün olduğu fərz edilir . Sınaq yükü o qədər kiçik bir yükdür ki, çox kiçik bir sahə yaradır və buna görə də nəzərə alınmaya bilər. Lakin, sınaq yükü digər elektrik yüklərinin yaratdığı sahənin təsirini hiss edə bilər. Sınaq yükü yalnız bir elektrik sahəsinin olub-olmadığını araşdırmaq üçün mövcuddur. Əgər varsa, sınaq yükü elektrik qüvvəsi şəklində təsir göstərəcək. Əksinə, əgər yoxdursa, sınaq yükü elektrik qüvvəsi keçirməyəcək.

Yan tərəfdəki şəklə baxın.
Şəkil 1-də, yük +q₁ və şarj +q₂ ətraf məkanda elektrik sahəsi yaradır. +q sınaq yükü yerləşdirildikdə_o fəzanın bir nöqtəsində, sınaq yükü +q_o elektrik qüvvəsini yaşayır. F₁ yük +q tərəfindən tətbiq olunan elektrik qüvvəsidir₁ sınaq yükündə +q_o və F₂ yük +q tərəfindən tətbiq olunan elektrik qüvvəsidir₂ sınaq yükündə +q_oŞəkil 2-də, sınaq yükü çıxarıldıqda, sahə qalır və həmin nöqtədən yox olmur. E₁ elektrik yükü +q tərəfindən yaradılan sahədir₁ və E₂ elektrik yükü +q tərəfindən yaradılan sahədir₂.

Sahə gücü

Elektrik sahəsi həm böyüklüyünə, həm də istiqamətinə malik olan vektor kəmiyyətidir. Bir nöqtədəki elektrik sahəsinin gücü, həmin nöqtədə yerləşdirilmiş müsbət sınaq yükünə elektrik yükünün təsir etdiyi qüvvənin sınaq yükünün böyüklüyünə bölünməsi kimi müəyyən edilir.
Məlumat:
E = sahə gücü
F = elektrik qüvvəsi
q = sınaq yükünün böyüklüyü
Məlumat:
Q = elektrik yükü
r = elektrik yükü ilə sınaq yükü arasındakı məsafə
(oxu: epsilon sıfır) = boş sahənin permittivliyi = 8,854 x 10^12- C²/Nm²
k = Kulon sabiti = 9 x 10⁹ Nm²/C²

Elektrik qüvvəsinin vahidi Nyuton, elektrik yükünün vahidi isə Kulondur, buna görə də sahə vahidi qısaldılmış N/Kol olan Nyuton/Kulondur.

Arah

 
Yan tərəfdəki şəklə baxın
Açıqdır Şəkil 1a, müsbət elektrik yükü (+Q) müsbət sınaq yükünə (+q) elektrik qüvvəsi təsir edir, burada elektrik qüvvəsinin istiqaməti (F) +Q yükündən uzaqdır.
Açıqdır Şəkil 1b, sınaq yükü çıxarıldıqda, həmin nöqtədə istiqaməti Q elektrik yükündən uzaq olan bir sahə (E) yaranır.
Açıqdır Şəkil 2a, mənfi elektrik yükü (-Q) müsbət sınaq yükünə (+q) elektrik qüvvəsi tətbiq edir, burada elektrik qüvvəsinin istiqaməti (F) -Q yükünə yaxınlaşır.
Açıqdır Şəkil 2b, sınaq yükü çıxarıldıqda, həmin nöqtədə istiqaməti -Q elektrik yükünə yaxın olan bir sahə (E) yaranır.
Yuxarıdakı şəkil və izahata əsasən, sahənin istiqamətinin müsbət elektrik yükündən uzaqlaşıb mənfi elektrik yükünə doğru olduğu qənaətinə gəlmək olar.

Problem nümunəsi

1. A nöqtəsi elektrik sahəsində yerləşir. A nöqtəsindəki elektrik sahəsinin gücü 0,4 N/C-dir. Əgər A nöqtəsinə 0,2 C yüklü cisim yerləşdirilərsə, Kulon qüvvəsi...
A. 0,2 N
B. 0,4 N
C. 0,6 N
D. 0,7 N
Şərq 0,8 Şimal
Müzakirə:
Məlumdur :
E = 0,4 N/C
q = 0,2 C
Sorğu :
Elektrik qüvvəsi?
Cavab :
F = q E = (0,2 C)(4 N/C) = 0,8 N
Düzgün cavab E-dir.

2. Yüklü nöqtə q yükün (+) yaratdığı elektrik sahəsində A nöqtəsindədir və beləliklə, q yükünə doğru 0,1 N qüvvə ilə qarşılaşır. Əgər A nöqtəsindəki sahənin gücü 0,02 N/C-dirsə, onda q yükünün böyüklüyü və növü...
A. 5,0 C, müsbət
B. 5,0 C, mənfi
C. 4,0 C, müsbət
D. 2,5 C, mənfi
E. 2,5 C, müsbət
Müzakirə:
Məlumdur :
F = 0,1 N
E = 0,02 N/C
Sorğu :
q yükünün böyüklüyü və istiqaməti nədir?
Cavab :
Şarjın böyüklüyü q:
F = q E
q = F / E = 0,1 N: 0,02 N/C = 5C
Şarj növü q:
Kulon qüvvəsinin istiqaməti q yükünə doğrudur, ona görə də q yükünün müsbət qiyməti olmalıdır.