Eremu elektrikoari buruzko artikulua
Karga elektrikoaren gaian, ikasi zen karga berdinek elkar uxatzen dutela, eta karga desberdinek, berriz, erakartzen dutela. Karga positiboa duten objektu bat karga negatiboa duten objektu batera hurbiltzen bada, bi objektuak elkar erakartzen dira, elkarrengana hurbilduz. Alderantziz, karga positiboa duten objektu bat karga positiboa duten objektu batera hurbiltzen bada, bi objektuak elkar uxatzen dira, elkarrengandik urrunduz. Coulomb-en legearen gaian aztertu den bezala, karga elektrikoa duten objektuek beste objektu kargatu batzuk bizkortu ditzakete, karga elektrikoa duten objektu horien artean indar elektriko bat dagoelako. Karga elektrikoa duen objektu batek beste objektu kargatu batzuengan eragiten duen indar elektrikoa kontakturik gabe jardun dezakeen indar baten adibide bat da. Distantzian jardun dezakeen indarraren beste adibide bat grabitatearen indarra da . Grabitazio-indarra masa-objektu batek beste masa-objektu batzuengan eragiten du.
Marruskadura-indarra , bultzada-indarra, indar normala erraz ulertzen diren indarren adibideak dira, indar hauek kontaktua gertatzen denean funtzionatzen baitute. Aitzitik, indar elektrikoa ulertzeko zaila den indar baten adibidea da, indar hau distantzia jakin batetik ukitu gabe funtziona dezakeelako. Distantzia jakin batetik eragin dezakeen indar elektrikoa ulertzeko, eremu elektrikoaren kontzeptua agertzen da. Eremu elektrikoaren kontzeptua Michael Faraday (1791-1867) zientzialari britainiarrak garatu zuen.
Eremu elektrikoaren definizioa (E)
Demagun beira bat hasieran elektrikoki neutroa zela. Oihal batekin igurtzi ondoren, beirazko hagatxoa elektrikoki kargatzen da. Beirazko hagatxoa elektrikoki kargatzen denean, aldi berean, eremu elektriko bat agertzen da beiraren inguruan. Beira neutro bihurtzen bada, aldi berean eremu elektrikoa desagertzen da. Beraz, E baten existentzia ezin da bereizi karga elektriko baten presentziatik. E ez da airea bezalako substantzia mota bat, ezta uhin mota bat ere, uhin elektromagnetikoak bezala. E bat karga elektriko batek eragindako zerbait da eta karga elektriko baten inguruko espazioan eragiten du, beste karga elektrikoek E baten eragina soilik jasaten duten bitartean.
Gela batean E bat dagoen ala ez probatzeko, espazio horretan proba-karga bat dagoela suposatzen da. Proba-karga karga minimoa da (Q) , beraz, kargak eremu elektriko txiki bat sortzen du, beraz, baztertu daiteke. Hala ere, proba-kargak beste karga elektrikoek sortutako eremu elektrikoaren eragina senti dezake. Proba-karga E bat dagoen ala ez ikertzeko bakarrik aurkezten da. Espazioan E bat badago,
Proba-kargak indar elektrikoa jasan behar du, Erik ez badago, proba-kargak ez du indar elektrikoa jasaten.
Begira alboko irudiari.
1. irudian, + q1 kargak eta + q2 kargak E bat sortzen dute inguruko espazioan. +q0 proba-karga espazioko puntu batean jartzen denean, +q0 proba-kargak indar elektrikoa jasaten du. F1 + q1 kargak +q0 proba -kargan eragiten duen indar elektrikoa da , eta F2 + q2 kargak + q0 proba-kargan eragiten duen indar elektrikoa da . 2. irudian, proba-karga kentzen denean, E-a mantendu egiten da eta ez da puntu horretatik desagertzen. E1 + q1 karga elektriko batek sortutako eremu elektrikoa da , eta E2 + q2 karga elektriko batek sortutako E-a da.
Eremu elektrikoaren magnitudea
E bektore-kantitate bat da, non eremu elektrikoak magnitude eta norabide bat duen. E baten magnitudeari normalean E indarra deritzo. Puntu batean E-ren indarra puntu horretan jarritako karga elektriko positibo bati karga elektriko batek eragindako elektrizitate-indarra bezala definitzen da, karga horren tamainaz zatituta.
E = eremu elektrikoaren indarra
F = indar elektrikoa
q = proba-karga
Indar elektrikoaren unitatea Newton da, eta karga elektrikoaren unitatea Coulomb, beraz, E-ren unitatea Newton / Coulomb da, N/C gisa laburtua.
Eremu elektrikoaren norabidea.
1a irudian, karga elektriko positibo batek (+Q) indar elektrikoa eragiten dio proba-karga positiboari (+q), non indar elektrikoaren (F) norabidea +Q-ren kargatik urruntzen den.
1b irudian, proba-karga kentzen denean, puntu horretan eremu elektriko bat (E) dago, zeinaren norabidea Q karga elektrikotik urruntzen den.
2a irudian, karga elektriko negatibo batek (-Q) indar elektrikoa eragiten du karga positibo batean (+q), non indar elektrikoaren (F) norabidea -Q kargara hurbiltzen den.
2b irudian, proba-karga kentzen denean, puntu horretan eremu elektriko bat (E) dago, zeinaren norabidea -Q karga elektrikoaren antzekoa den.
Goiko irudian eta azalpenean oinarrituta, ondoriozta daiteke eremu elektrikoaren norabidea karga elektriko positibotik urruntzen dela eta karga elektriko negatibora hurbiltzen dela.
Eremu elektrikoko lineak
E karga elektriko batek sortzen du eta karga elektrikoaren inguruko espazioan eragiten du, non E-ren eragina beste karga elektrikoek bakarrik sentitzen duten. Beste karga elektriko bat karga elektriko batek sortutako E-an dagoenean, beste karga elektriko batek indar elektriko baten eragina hautematen du.
Goiko eremu elektrikoa ulertzea, E-ri buruzko artikuluan deskribatzen den bezala, adimenarekin lor daiteke, baina adimenean bakarrik imajina daiteke. E bat bistaratzeko, eremu elektrikoaren lerroak aurkezten dira. Eremu elektrikoaren lerroak karga elektriko baten inguruan marrazten diren lerro multzo bat dira, eremu elektriko baten existentzia adierazteko. E baten presentzia erakutsi nahi denez, lerro horien eta E baten arteko lotura dago. Beste era batera esanda, E-ren magnitudea eta norabidea eremu elektrikoaren lerroak marraztuz azal daitezke.
Hona hemen eremu elektrikoaren norabidearen eta eremu elektrikoaren intentsitatearen arteko erlazioa, lerro elektrikoekin:
Lehenik eta behin, E-ren norabidea karga positibotik urruntzen da eta karga negatibora hurbiltzen da. Horrela, eremu elektrikoaren lerroen norabidea ere karga positibotik urruntzen da eta karga negatibora hurbiltzen da.
Karga positiboa karga negatiboaren ondoan badago, eremu elektrikoaren lerroak karga positibotik karga negatibora eramaten dira. Alderantziz, karga positibo bat karga positibo baten ondoan badago, eremu elektrikoaren lerroak karga positibo bakoitzetik ateratzen dira eta elkarrengandik urruntzen dira.
Bigarrenik, eremu elektrikoaren intentsitatea eremu elektrikoaren lerroen arteko distantziak adierazten du. Eremu elektrikoaren lerroen arteko distantzia zenbat eta hurbilagoa izan, orduan eta handiagoa izango da eremu elektrikoaren intentsitatea, eta eremu elektrikoaren lerroen arteko distantzia zenbat eta urrunagoa izan, orduan eta txikiagoa izango da eremu elektrikoaren intentsitatea.
Zergatik da, zenbat eta txikiagoa izan lerroen arteko distantzia, orduan eta handiagoa izango da eremu elektrikoaren intentsitatea? Hau ulertzeko, begiratu ondorengo azalpena. Demagun karga positibo bat dagoela esferaren erdian eta eremu elektrikoaren lerroak norabide desberdinetan hedatzen direla esferaren gainazalean zehar. Eremu elektrikoaren lerroen kopurua N bada eta esferaren azalera 4πr2 bada , orduan azalera-unitateko lerroen kopurua edo lerro-dentsitatea N / 4πr2 da . Formula honen arabera, N berarentzat, r txikiagoa bada, lerroen arteko distantzia hurbildu egiten da eta r handiagoa bada, lerroen arteko distantzia urrundu egiten da.
E = kq / r 2 eremu elektrikoaren intentsitatearen formulak ere erakusten du eremu elektrikoaren intentsitatea distantziaren karratuarekiko alderantziz proportzionala dela. r txikiagoa bada, eremu elektrikoaren intentsitatea nabarmenagoa da, eta r nabarmenagoa bada, eremu elektrikoaren intentsitatea txikiagoa da.
Goiko berrikuspenean oinarrituta, ondoriozta daiteke r txikiagoa bada (kargara hurbilduz) eremu elektrikoaren indarra handiagoa dela eta lerroen arteko distantzia ere hurbiltzen dela. Alderantziz, r nabarmenagoa bada (kargara urrunduz), eremu elektrikoaren indarra txikiagoa da eta lerroen arteko distantzia ere urrunduz.
Hirugarrenik, E lerroen kopurua eremu elektrikoaren intentsitatearekiko proportzionala da. Zenbat eta eremu elektriko lerro gehiago, orduan eta handiagoa da eremu elektrikoaren intentsitatea. Zenbat eta eremu elektriko lerro gutxiago, orduan eta txikiagoa da eremu elektrikoaren intentsitatea.
