Airteagal faoin réimse leictreach
Maidir leis an lucht leictreach, foghlaimíodh go n-athraíonn luchtanna comhchosúla a chéile, agus go dtarraingíonn luchtanna neamhchosúla a chéile. Má thugtar réad atá luchtaithe go dearfach gar do réad atá luchtaithe go diúltach, tarraingíonn an dá réad le chéile ionas go mbogann siad i dtreo a chéile. Os a choinne sin, má thugtar réad atá luchtaithe go dearfach gar do réad atá luchtaithe go dearfach, ansin athraíonn an dá réad a chéile ionas go mbogann siad ar shiúl óna chéile. Mar a staidéaraíodh ar dhlí Coulomb, is féidir le rudaí atá luchtaithe go leictreach rudaí eile atá luchtaithe go leictreach a luasghéarú toisc go bhfuil fórsa leictreach ag gníomhú eatarthu seo. Is sampla amháin de fhórsa ar féidir leis gníomhú gan teagmháil an fórsa leictreach a fheidhmíonn réad atá luchtaithe go leictreach ar rudaí eile atá luchtaithe go leictreach. Sampla eile den fhórsa ar féidir leis gníomhú ó achar ná fórsa na domhantarraingthe . Feidhmíonn réad maise an fórsa domhantarraingthe ar rudaí maise eile.
Is samplaí de fhórsaí atá éasca le tuiscint iad fórsa frithchuimilte , fórsa sáite, agus fórsa gnáth mar go n-oibríonn na fórsaí seo nuair a tharlaíonn teagmháil. Os a choinne sin, is sampla de fhórsa atá deacair a thuiscint é an fórsa leictreach mar is féidir leis an bhfórsa seo oibriú ó achar áirithe gan teagmháil. Chun an fórsa leictreach a fhéadann gníomhú ó achar áirithe a thuiscint, feictear coincheap an réimse leictrigh. D'fhorbair an t-eolaí Briotanach Michael Faraday (1791-1867) coincheap an réimse leictrigh.
Sainmhíniú an réimse leictrigh (E)
Abair go raibh gloine neodrach ó thaobh leictreachais de ar dtús. Tar éis í a chuimilt le héadach, luchtaítear an tslat ghloine go leictreach. Nuair a luchtaítear an tslat ghloine go leictreach, ag an am céanna, feictear réimse leictreach timpeall na gloine. Má chasann an gloine neodrach, ag an am céanna imíonn an réimse leictreach. Mar sin, ní féidir E a scaradh ó láithreacht luchta leictrigh. Ní cineál substainte é an E cosúil le haer agus ní cineál tonnta é, cosúil le tonnta leictreamaighnéadacha. Is rud é E a chruthaítear de bharr luchta leictrigh agus a théann i bhfeidhm ar an spás timpeall luchta leictrigh, áit nach mbraitheann ach tionchar E ar luchtanna leictreacha eile.
Chun tástáil a dhéanamh an bhfuil E i seomra, glactar leis go bhfuil muirear tástála sa spás sin. Is muirear íosta (Q) é an muirear tástála ionas go dtáirgeann an muirear réimse leictreach atá beag bídeach, agus mar sin is féidir neamhaird a dhéanamh de. Mar sin féin, is féidir leis an muirear tástála tionchar an réimse leictrigh a ghintear ag muirir leictreacha eile a mhothú. Ní chuirtear an muirear tástála i láthair ach chun imscrúdú a dhéanamh an bhfuil E ann. Má tá E sa spás,
caithfidh an muirear tástála an fórsa leictreach a fhulaingt, agus mura bhfuil E ann, ní fhulaingíonn an muirear tástála an fórsa leictreach.
Féach ar an bhfigiúr ar an taobh.
I bhfíor 1, táirgeann an muirear +q1 agus an muirear +q2 E sa spás máguaird. Nuair a chuirtear an muirear tástála +qo ag pointe sa spás, bíonn fórsa leictreach ag an muirear tástála +qo . Is é F1 an fórsa leictreach a fheidhmíonn an muirear +q1 ar an muirear tástála +qo , agus is é F2 an fórsa leictreach a fheidhmíonn an muirear +q2 ar an muirear tástála +qo . I bhFíor 2, nuair a bhaintear an muirear tástála, fanann an E agus ní imíonn sé ón bpointe sin. Is réimse leictreach é E1 a tháirgeann muirear leictreach +q1 , agus is E é E2 a tháirgeann muirear leictreach + q2.
Méid an réimse leictrigh
Is cainníocht veicteora í an E, áit a bhfuil méid agus treo ag an réimse leictreach. De ghnáth tugtar neart E ar mhéid E. Sainmhínítear neart an E ag pointe mar fhórsa leictreachais a fheidhmíonn muirear leictreach ar mhuirear tástála dearfach atá suite ag an bpointe sin, roinnte ar mhéid an mhuirir tástála.
E = neart réimse leictrigh
F = fórsa leictreach
q = muirear tástála
Is é Newton aonad an fhórsa leictrigh, agus is é Coulomb aonad an mhuirir leictrigh, ionas go mbeidh aonad an E ann ná Newton / Coulomb, giorraithe mar N/C.
Treo an réimse leictrigh
I bhFíor 1a, cuireann muirear leictreach dearfach (+Q) fórsa leictreach i bhfeidhm ar an muirear tástála dearfach (+q), áit a bhfuil treo an fhórsa leictrigh (F) ar shiúl ón muirear +Q.
I bhFíor 1b, nuair a bhaintear an muirear tástála, ag an bpointe seo tá réimse leictreach (E) ann a bhfuil a threo ar shiúl ón muirear leictreach Q.
I bhFíor 2a, cuireann muirear leictreach diúltach (-Q) an fórsa leictreach i bhfeidhm i muirear tástála dearfach (+q), áit a dtagann treo an fhórsa leictrigh (F) i dtreo an mhuirir -Q.
I bhFíor 2b, nuair a bhaintear an muirear tástála, ag an bpointe seo tá réimse leictreach (E) ann a bhfuil a threo gar don mhuirear leictreach -Q.
Bunaithe ar an bhfigiúr agus ar an míniú thuas, is féidir a thabhairt i gcrích go bhfuil treo an réimse leictrigh ar shiúl ón muirear leictreach dearfach agus go bhfuil sé ag druidim leis an muirear leictreach diúltach.
Línte réimse leictreach
Gintear an E le muirear leictreach agus bíonn tionchar aige ar an spás timpeall an mhuirir leictrigh, áit nach mbraitheann tionchar an E ach ag muirir leictreacha eile. Nuair a bhíonn muirear leictreach eile san E a ghintear ag muirear leictreach, braitheann muirear leictreach eile tionchar fórsa leictrigh.
Is féidir tuiscint a fháil ar an réimse leictreach thuas, mar a thuairiscítear san alt faoin E, leis an intinn ach ní féidir é a shamhlú ach san intinn. Chun E a shamhlú, cuirtear línte réimse leictreach i láthair. Is sraith línte iad línte réimse leictreach a tharraingítear timpeall ar mhuirear leictreach chun a léiriú go bhfuil réimse leictreach ann. Ós rud é go bhfuil sé mar aidhm aige láithreacht E a thaispeáint, tá nasc idir na línte seo le E. I bhfocail eile, is féidir méid agus treo an E a mhíniú trí línte réimse leictreach a tharraingt.
Seo a leanas an gaol idir treo agus neart an réimse leictrigh le línte réimse leictrigh:
Ar dtús, bogann treo an E ar shiúl ón muirear dearfach agus druidim leis an muirear diúltach. Dá bhrí sin, tá treo na línte réimse leictrigh ar shiúl ón muirear dearfach freisin agus druidim leis an muirear diúltach.
Má tá an lucht dearfach cóngarach don lucht diúltach, tarraingítear na línte réimse leictrigh amach ón lucht dearfach go dtí an lucht diúltach. Os a choinne sin, má tá lucht dearfach cóngarach do lucht dearfach, tarraingítear na línte réimse leictrigh amach as gach lucht dearfach agus ar shiúl óna chéile.
Ar an dara dul síos, léirítear neart an réimse leictrigh leis an achar idir na línte réimse leictrigh. Dá gaire an t-achar idir línte an réimse leictrigh, is airde neart an réimse leictrigh agus dá faide an t-achar idir línte an réimse leictrigh, is lú neart an réimse leictrigh.
Cén fáth, dá gaire an t-achar idir na línte, is airde neart an réimse leictrigh? Chun seo a thuiscint, féach ar an míniú seo a leanas. Abair go bhfuil muirear dearfach i lár an sféir agus go leathnaíonn na línte réimse leictrigh amach i dtreonna éagsúla trí dhromchla an sféir. Más ionann líon na línte réimse leictrigh agus N agus más ionann achar dromchla an sféir agus 4πr² , ansin is é N / 4πr² líon na línte in aghaidh an aonaid achair nó dlús na líne . Bunaithe ar an bhfoirmle seo, don N chéanna, má laghdaíonn r, éiríonn an t-achar idir na línte níos gaire agus má mhéadaíonn r, éiríonn an t-achar idir na línte níos faide ar shiúl.
Léiríonn foirmle neart an réimse leictrigh E = kq / r² freisin go bhfuil neart an réimse leictrigh comhréireach inbhéartach le cearnóg an achair. Má tá r níos lú, ansin bíonn neart an réimse leictrigh níos suntasaí, agus má bhíonn r níos suntasaí, ansin bíonn neart an réimse leictrigh níos lú.
Bunaithe ar an athbhreithniú thuas, is féidir a thabhairt i gcrích, má tá r ag dul i laghad (ag druidim níos gaire don mhuirear), go bhfuil neart an réimse leictrigh ag dul i méid agus go bhfuil an fad idir na línte ag druidim níos gaire freisin. Os a choinne sin, má tá r níos suntasaí (dá faide ón muirear), go bhfuil neart an réimse leictrigh ag dul i laghad agus go bhfuil an fad idir na línte ag dul i bhfad níos faide uainn freisin.
Sa tríú háit, tá líon na línte E comhréireach le neart an réimse leictrigh. Dá mhéad línte réimse leictrigh, is airde neart an réimse leictrigh. Dá lú línte réimse leictrigh, is lú neart an réimse leictrigh.
