Artikel oer it elektryske fjild
Oer it ûnderwerp fan elektryske lading waard leard dat gelikense ladingen inoar ôfstjitte, wylst ûngelikense ladingen inoar oanlûke. As in posityf laden objekt tichtby in negatyf laden objekt brocht wurdt, lûke de twa objekten byinoar sadat se nei inoar ta bewege. Omkeard, as in posityf laden objekt tichtby in posityf laden objekt brocht wurdt, dan stjitte de twa objekten inoar ôf sadat se fan inoar ôf bewege. Lykas bestudearre oer it ûnderwerp fan 'e wet fan Coulomb, kinne elektrysk laden objekten oare elektrysk laden objekten fersnelle, om't der in elektryske krêft wurket tusken dizze elektrysk laden objekten. De elektryske krêft dy't útoefene wurdt troch in elektrysk laden objekt op oare elektrysk laden objekten is ien foarbyld fan in krêft dy't sûnder kontakt kin wurkje. In oar foarbyld fan 'e krêft dy't op in ôfstân kin wurkje is de swiertekrêft . De swiertekrêft wurdt útoefene troch in massa-objekt op oare massa-objekten.
Wriuwkrêft , stuwkrêft, normaalkrêft binne foarbylden fan krêften dy't maklik te begripen binne, om't dizze krêften wurkje as der kontakt is. Krektoarsom, de elektryske krêft is in foarbyld fan in krêft dy't lestich te begripen is, om't dizze krêft fan in bepaalde ôfstân kin wurkje sûnder oanrekking. Om de elektryske krêft te begripen dy't fan in bepaalde ôfstân kin wurkje, ferskynt it konsept fan it elektrysk fjild. It konsept fan it elektryske fjild waard ûntwikkele troch de Britske wittenskipper Michael Faraday (1791-1867).
Definysje fan it elektryske fjild (E)
Stel dat in glês yn earste ynstânsje elektrysk neutraal wie. Nei't it mei in doek wreefd is, wurdt de glêzen stêf elektrysk laden. As de glêzen stêf elektrysk laden wurdt, ûntstiet der tagelyk in elektrysk fjild om it glês hinne. As it glês neutraal wurdt, ferdwynt tagelyk it elektryske fjild. Dat betsjut dat it bestean fan in E net loskeat wurde kin fan 'e oanwêzigens fan in elektryske lading. De E is gjin soarte substânsje lykas loft en gjin soarte weach, lykas elektromagnetyske weagen. In E is wat feroarsake wurdt troch in elektryske lading en beynfloedet de romte om in elektryske lading hinne, dêr't oare elektryske ladingen allinich de ynfloed fan in E fiele.
Om te testen oft der in E yn in keamer is, wurdt oannommen dat der in testlading yn dy romte is. De testlading is in minimale lading (Q) , sadat de lading in lyts elektrysk fjild produseart, sadat it negearre wurde kin. De testlading kin lykwols de ynfloed fiele fan it elektryske fjild dat generearre wurdt troch oare elektryske ladingen. De testlading wurdt allinich presintearre om te ûndersykjen oft der in E is. As der in E yn 'e romte is,
de testlading moat de elektryske krêft ûnderfine, wylst as der gjin E is, de testlading de elektryske krêft net ûnderfynt.
Sjoch nei de figuer oan 'e kant.
Yn figuer 1 produsearje de lading +q1 en de lading +q2 in E yn 'e omlizzende romte. As de testlading +qo op in punt yn 'e romte pleatst wurdt, ûnderfynt de testlading +qo de elektryske krêft. F1 is de elektryske krêft dy't útoefene wurdt troch de lading +q1 op 'e testlading +qo , en F2 is de elektryske krêft dy't útoefene wurdt troch de lading +q2 op 'e testlading +qo . Yn figuer 2, as de testlading fuorthelle wurdt, bliuwt de E bestean en ferdwynt net fan dat punt. E1 is in elektrysk fjild produsearre troch in elektryske lading +q1 , en E2 is in E produsearre troch in elektryske lading + q2.
De grutte fan it elektryske fjild
De E is in fektorgrutte, wêrby't it elektryske fjild in grutte en rjochting hat. De grutte fan in E wurdt meastentiids in E-sterkte neamd. De sterkte fan 'e E op in punt wurdt definiearre as de krêft fan elektrisiteit útoefene troch in elektryske lading op in positive testlading dy't op dat punt pleatst is, dield troch de grutte fan 'e testlading.
E = elektryske fjildsterkte
F = elektryske krêft
q = testlading
De ienheid fan 'e elektryske krêft is Newton, en de ienheid fan 'e elektryske lading is Coulomb, sadat de ienheid fan 'e E Newton / Coulomb is, ôfkoarte as N/C.
De rjochting fan it elektryske fjild
Yn figuer 1a oefenet in positive elektryske lading (+Q) de elektryske krêft út op 'e positive testlading (+q), wêrby't de rjochting fan 'e elektryske krêft (F) fuort is fan 'e lading fan +Q.
Yn figuer 1b, as de testlading fuorthelle wurdt, is der op dit punt in elektrysk fjild (E) waans rjochting fuort is fan 'e elektryske lading Q.
Yn figuer 2a oefenet in negative elektryske lading (-Q) de elektryske krêft út yn in positive testlading (+q), wêrby't de rjochting fan 'e elektryske krêft (F) de lading -Q benaderet.
Yn figuer 2b, as de testlading fuorthelle wurdt, is der op dit punt in elektrysk fjild (E) waans rjochting ticht by de elektryske lading -Q leit.
Op basis fan 'e figuer en útlis hjirboppe kin konkludearre wurde dat de rjochting fan it elektryske fjild fuort is fan 'e positive elektryske lading en de negative elektryske lading benaderet.
Elektryske fjildlinen
De E wurdt generearre troch in elektryske lading en beynfloedet de romte om de elektryske lading hinne, dêr't de ynfloed fan 'e E allinnich field wurdt troch oare elektryske ladingen. As in oare elektryske lading yn 'e E sit dy't generearre wurdt troch in elektryske lading, detektearret in oare elektryske lading de ynfloed fan in elektryske krêft.
It begripen fan it elektryske fjild hjirboppe, sa't beskreaun yn it artikel oer de E, kin mei it ferstân realisearre wurde, mar kin allinich yn it ferstân foarsteld wurde. Om in E te visualisearjen, wurde elektryske fjildlinen presintearre. Elektryske fjildlinen binne in set linen dy't om in elektryske lading tekene binne om it bestean fan in elektrysk fjild oan te jaan. Omdat it as doel hat om de oanwêzigens fan in E oan te toanen, is der in ferbining tusken dizze linen mei in E. Mei oare wurden, de grutte en rjochting fan 'e E kinne ferklearre wurde troch it tekenjen fan elektryske fjildlinen.
It folgjende is de relaasje tusken rjochting en elektryske fjildsterkte mei elektryske fjildlinen:
Earst beweecht de rjochting fan 'e E fuort fan 'e positive lading en komt tichter by de negative lading. Sa is de rjochting fan 'e elektryske fjildlinen ek fuort fan 'e positive lading en komt tichter by de negative lading.
As de positive lading neist de negative lading leit, wurde de elektryske fjildlinen fan 'e positive lading nei de negative lading lutsen. Omkeard, as in positive lading neist in positive lading leit, wurde de elektryske fjildlinen fan elke positive lading nei bûten lutsen en fan elkoar ôf.
Twadde, de elektryske fjildsterkte wurdt fertsjintwurdige troch de ôfstân tusken de elektryske fjildlinen. Hoe tichter de ôfstân tusken de linen fan it elektryske fjild, hoe heger de sterkte fan it elektryske fjild en hoe fierder de ôfstân tusken de linen fan it elektryske fjild, hoe lytser de elektryske fjildsterkte.
Wêrom is, hoe tichter de ôfstân tusken de linen, hoe heger de elektryske fjildsterkte? Om dit te begripen, sjoch nei de folgjende útlis. Stel dat in positive lading yn it sintrum fan 'e bol is en de elektryske fjildlinen ferspriede har yn ferskate rjochtingen oer it oerflak fan 'e bol. As it oantal elektryske fjildlinen N is en it oerflak fan 'e bol 4πr² is , dan is it oantal linen per ienheidsoppervlakte of linietichtens N / 4πr² . Op basis fan dizze formule, foar deselde N, as r lytser wurdt, wurdt de ôfstân tusken de linen tichterby en as r wichtiger wurdt, wurdt de ôfstân tusken de linen fierder fuort.
De formule foar elektryske fjildsterkte E = kq / r² lit ek sjen dat de elektryske fjildsterkte omgekeerd evenredich is mei it kwadraat fan 'e ôfstân. As r lytser is, dan wurdt de elektryske fjildsterkte prominenter, en as r promininter wurdt, dan wurdt de elektryske fjildsterkte lytser.
Op basis fan 'e boppesteande resinsje kin konkludearre wurde dat as r lytser wurdt (tichter by de lading komt), de elektryske fjildsterkte grutter wurdt en de ôfstân tusken de linen ek tichterby komt. Omkeard, as r promininter wurdt (hoe fierder fan 'e lading ôf), wurdt de elektryske fjildsterkte lytser en de ôfstân tusken de linen ek fierder fuort.
Tredde, it oantal E-linen is evenredich mei de elektryske fjildsterkte. Hoe mear elektryske fjildlinen, hoe heger de elektryske fjildsterkte. Hoe minder elektryske fjildlinen, hoe lytser de elektryske fjildsterkte.
