Eremu elektrikoa

Aztertu ere eremu elektrikoari buruzko galderei buruzko eztabaida eta eremu elektrikoari buruzko galderei buruzko adibideak.

Distantzian eragin dezakeen indar elektrikoaren ulermena errazteko, eremuaren kontzeptua sartu zen. Eremu elektrikoaren kontzeptua Michael Faraday (1791–1867) zientzialari britainiarrak garatu zuen.

Ulermena

Demagun beirazko hagatxo bat hasieran elektrikoki neutroa dela. Oihal batekin igurtzi ondoren, beirazko hagatxoa elektrikoki kargatzen da. Beirazko hagatxoak karga elektrikoa duenean , eremu bat agertzen da aldi berean beirazko hagatxoaren inguruan. Beirazko hagatxoa neutro bihurtzen bada, eremua aldi berean desagertzen da espaziotik. Beraz, eremu baten existentzia karga elektriko baten presentziarekin bereizezina da. Eremu elektrikoa ez da airea bezalako substantzia mota bat, ezta uhin elektromagnetikoak bezalako uhin mota bat ere, baizik eta karga elektriko batek sortutako zerbait da eta karga elektrikoaren inguruko espazioan eragiten du, non bere eragina beste karga elektrikoek bakarrik sentitzen duten.

Espazio batean eremu bat existitzen den ala ez probatzeko, espazio horretan proba-karga bat dagoela suposatzen da . Proba-karga hain txikia den karga bat da (Q), non eremu oso txikia sortzen duen eta, beraz, baztertu daitekeen. Hala ere, proba-kargak beste karga elektrikoek sortutako eremuaren eragina senti dezake. Proba-karga eremu elektriko bat existitzen den ala ez ikertzeko bakarrik dago. Eremu bat existitzen bada, proba-kargak indar elektriko baten moduan eragina jasango du. Alderantziz, halakorik ez badago, proba-kargak ez du indar elektrikorik jasango.

Begira alboko irudiari.
1. irudian, karga +q₁ eta karga +q₂ inguruko espazioan eremu elektriko bat sortzen du. +q proba-karga bat jartzen denean_o espazioko puntu batean, proba-karga +q_o indar elektrikoa jasaten. F₁ +q kargak eragindako indar elektrikoa da₁ proba-karga +q-n_o eta F₂ +q kargak eragindako indar elektrikoa da₂ proba-karga +q-n_o2. irudian, proba-karga kentzen denean, eremua hor mantendu da eta ez da desagertzen puntu horretatik aurrera. E₁ karga elektriko batek +q sortutako eremua da₁ eta E.₂ karga elektriko batek +q sortutako eremua da₂.

Eremuaren indarra

Eremu elektrikoa magnitude eta norabidea dituen bektore-kantitate bat da. Puntu bateko eremu elektrikoaren intentsitatea puntu horretan kokatutako karga elektriko positibo bati karga elektriko batek eragindako indar elektrikoa da, karga horren magnitudeaz zatitua.
Informazioa:
E = eremuaren indarra
F = indar elektrikoa
q = proba-kargaren magnitudea
Informazioa:
Q = karga elektrikoa
r = karga elektrikoaren eta proba-kargaren arteko distantzia
(irakurri: epsilon zero) = espazio hutsaren permitibitatea = 8,854 x 10^-12 C²/Nm²
k = Coulomb konstantea = 9 x 10⁹ nm²/C²

Indar elektrikoaren unitatea Newton da eta karga elektrikoaren unitatea Coulomb, beraz, eremu elektrikoaren unitatea Newton/Coulomb da, laburdura N/C.

Norabidea

 
Begiratu alboko irudiari
Aktibatuta 1a irudia, karga elektriko positibo batek (+Q) indar elektrikoa eragiten dio karga positibo bati (+q), non indar elektrikoaren (F) norabidea +Q kargatik urrun dagoen.
Aktibatuta 1b irudia, proba-karga kentzen denean, puntu horretan Q karga elektrikoaren aurkako norabidea duen eremu bat (E) dago.
Aktibatuta 2a irudia, karga elektriko negatibo batek (-Q) indar elektrikoa eragiten dio karga positibo bati (+q), non indar elektrikoaren (F) norabidea -Q kargara hurbiltzen den.
Aktibatuta 2b irudia, proba-karga kentzen denean, puntu horretan eremu bat (E) dago, zeinaren norabidea -Q karga elektrikoaren antzekoa den.
Goiko irudian eta azalpenean oinarrituta, ondoriozta daiteke eremuaren norabidea karga elektriko positibotik urruntzen dela eta karga elektriko negatiborantz doala.

Problemen adibidea

1. A puntua eremu elektriko batean dago. A puntuko eremu elektrikoaren intentsitatea 0,4 N/C da. 0,2 C-ko karga duen objektu bat A puntuan jartzen bada, Coulomb indarra...
A. 0,2 I
B. 0,4 I
C. 0,6 N
D. 0,7 I
E. 0,8 I
Eztabaida:
Jakina da :
E = 0,4 N/C
q = 0,2 °C
Galdetu :
Indar elektrikoa?
Jawab :
F = q E = (0,2 C)(4 N/C) = 0,8 N
E erantzun zuzena da.

2. Kargatutako puntu bat q karga (+) sortutako eremu elektrikoan A puntuan dago, beraz, 0,1 N-ko indarra jasaten du q kargarantz norabidean. A puntuko eremu-indarra 0,02 N/C bada, orduan q kargaren magnitudea eta mota...
A. 5,0 C, positiboa
B. 5,0 C, negatiboa
C. 4,0 C, positiboa
D. 2,5 C, negatiboa
E. 2,5 C, positiboa
Eztabaida:
Jakina da :
F = 0,1 N
E = 0,02 N/C
Galdetu :
Zein da q kargaren magnitudea eta norabidea?
Jawab :
q kargaren magnitudea:
F = q E
q = F / E = 0,1 N : 0,02 N/C = 5C
Karga mota q:
Coulomb indarraren norabidea q kargarantz doa, beraz, q kargak balio positiboa izan behar du.