Mìneachadh air an t-sruth dealain
A thaobh an achaidh dealain, chaidh beachdachadh air mìneachadh agus co-aontar an achaidh dealain a dh'fhaodar a chleachdadh gus neart an achaidh dealain a thèid a thoirt gu buil le cosgais dealain, grunn chosgaisean dealain no le sgaoileadh cosgais dealain obrachadh a-mach. Tha e furasta obrachadh a-mach neart an achaidh dealain a thèid a thoirt gu buil le cosgais dealain no dhà le bhith a' cleachdadh foirmle neart an achaidh dealain. Mas e neart an achaidh dealain a thèid a chruthachadh le sgaoileadh cosgais dealain a thèid obrachadh a-mach, tha an àireamhachadh nas iom-fhillte ma thèid am foirmle airson neart an achaidh dealain a chleachdadh, ach tha e nas fhasa lagh Gauss a chleachdadh . Mus dèan thu sgrùdadh domhainn air lagh Gauss, tuig an toiseach gu bheil sruthadh dealain ann air sgàth bun-bheachd sruthadh dealain a thathar a' cleachdadh ann an lagh Gauss.
Tha am facal flux a’ tighinn bhon fhacal Laideann, fluere, a tha a’ ciallachadh sruthadh. Faodar flux dealain a mhìneachadh mar shruth achaidh dealain. Chan eil am facal sruthadh an seo a’ sealltainn achadh dealain a’ sruthadh mar uisge a’ sruthadh, ach tha e a’ mìneachadh gu bheil achadh dealain ann a tha a’ leantainn gu stiùireadh sònraichte. A thaobh loidhnichean achaidh dealain, chaidh a mhìneachadh gu bheil an achadh dealain air a dhealbhadh no air a tharraing le bhith a’ cleachdadh loidhnichean achaidh dealain, agus mar sin thathas cuideachd a’ toirt cunntas air fluxan dealain mar loidhnichean achaidh dealain. Mar sin, is e loidhne achaidh dealain a th’ ann am flux dealain a thèid seachad air raon uachdar sònraichte, mar a chithear san fhigear gu h-ìosal.
Co-aontar an t-sruth dealain
Gu matamataigeach, is e sruthadh dealain toradh an achaidh dealain (E), farsaingeachd uachdair (A) agus cosine na ceàrn eadar loidhne an achaidh dealain agus an loidhne àbhaisteach ceart-cheàrnach ris an uachdar.
F = EA cos θ ……………. (Co-aontar 1)
Ma tha na loidhnichean achaidh dealain ceart-cheàrnach ris an raon uachdar a thèid iad seachad air mar a chithear san fhigear, is e 0 o an ceàrn eadar loidhne an achaidh dealain agus an loidhne àbhaisteach , far a bheil cos 0 o = 1. Mar sin, bidh am foirmle airson sruthadh dealain ag atharrachadh gu:
F = EA cos 0o = EA (1)
F = EA ……………. (Co-aontar 2)
Stèidhichte air an fhoirmle, tha grunn cho-dhùnaidhean a’ tighinn bhon t-sruth dealain gu h-àrd. An toiseach, tha an sruth dealain aig a’ char as àirde nuair a tha an loidhne achaidh dealain ceart-cheàrnach ris an raon uachdair oir aig a’ chumha seo tha an ceàrn eadar an loidhne achaidh dealain agus an loidhne àbhaisteach 0o, far a bheil an cosine 0o aig 1. (E) agus an raon uachdair (A). A bharrachd air an raon uachdair ceàrnagach mar a chithear san eisimpleir gu h-àrd, faodaidh an raon uachdair a bhith cruinn cuideachd agus rudan eile.
Sruth dealain air an uachdar dùinte
Tha an cosgais dealain a chaidh a mhìneachadh na bu tràithe a’ cleachdadh eisimpleir de uachdar fosgailte (farsaingeachd uachdar ceàrnagach no ceart-cheàrnach). Ciamar a bhios sruthan dealain a’ gluasad air uachdaran dùinte leithid ciùban, sailtean, no bàlaichean? Ma tha loidhnichean achaidh dealain ann a tha a’ dol tron sail, mar a chithear gu h-ìosal.
Bidh na loidhnichean achaidh dealain, a tha air an dath gorm, a’ freagairt ri uachdaran àrd is ìosal a’ ghatha gus am bi iad a’ cruthachadh ceàrn 90.o leis an loidhne àbhaisteach de na h-uachdaran àrda is ìosal. Mar sin, is e F = EA cos 90 an sruth dealain air uachdaran àrda is ìosal a’ bhìmao = EA (0) = 0.
Bidh na loidhnichean achaidh dealain air a bheil dath buidhe a’ freagairt ri uachdaran taobh deas is clì a’ ghatha gus am bi iad a’ cruthachadh ceàrn 90 ° leis an loidhne àbhaisteach de na h-uachdaran taobh clì is deas. Mar sin, is e an sruth dealain air taobh deas is clì a’ ghatha F = EA cos 90 ° = EA (0) = 0.
Tha loidhne dhearg ceart-cheàrnach air a thoirt do na loidhnichean achaidh dealain ri aghaidh is cùl na beam gus am bi iad a’ cruthachadh ceàrn 0 ° leis an loidhne àbhaisteach de na h-uachdaran aghaidh is cùil. Mar sin, is e an sruth dealain F = EA cos 0 ° = EA (1) = EA.
Anns an fhigear gu h-àrd, tha loidhnichean dearga faicsinneach den raon dealain a’ gluasad a-steach don ghath agus an uairsin a’ gluasad a-mach às a’ ghath. Nuair a ghluaiseas na loidhnichean achaidh dealain a-steach don ghath mar gum biodh cosgais àicheil taobh a-staigh a’ ghath, tha an sruth dealain àicheil. Air an làimh eile, nuair a ghluaiseas na loidhnichean achaidh dealain a-mach às a’ ghath mar gum biodh cosgais dheimhinneach taobh a-staigh a’ ghath, tha an sruth dealain deimhinneach. Gu càileachdail, ma tha an àireamh de loidhnichean achaidh dealain a tha a’ dol a-steach don ghath co-ionann ris an àireamh de loidhnichean achaidh dealain a tha a’ tighinn a-mach às a’ ghath, tha an sruth dealain a thig às a’ ciallachadh neoni. Gu cainneachdail, tha an sruth dealain a thig às a’ ciallachadh a tha a’ dol tron ghath air a thomhas san dòigh a leanas: sruth dealain a tha a’ tighinn a-steach = F1 = –EA cos 0o = –EA (1) = -EA agus sruth dealain a tha a’ dol a-mach = F2 = +EA cos 0o = +EA (1) = +EA. Is e an sruth dealain iomlan F = –F1 + F2 = -EA +EA = 0.
Stèidhichte air na h-àireamhachadh gu h-àrd, chaidh a cho-dhùnadh gu bheil an sruth dealain iomlan a’ dol tron ghath mar a chithear san fhigear gu h-àrd co-ionann ri neoni. Faodar a ràdh gu bheil an sruth dealain iomlan co-ionann ri neoni leis nach eil cosgais dealain anns a’ ghath. Mar sin mura h-eil cosgais dealain ann an uachdar dùinte leithid ghathan, ciùban, cruinneagan, msaa. tha an sruth dealain iomlan co-ionann ri neoni. Dè ma tha cosgais dealain air uachdar dùinte?
Ma tha cosgais dealain ann am meadhan a’ bhàil, mar a chithear san fhigear air an taobh. Tha na ceithir loidhnichean den raon dealain air an tuairisgeul mar a bhith a’ riochdachadh loidhnichean raointean dealain eile a ghluaiseas a-mach à meadhan na cruinne ceart-cheàrnach ri uachdar na cruinne. Tha gach loidhne ceart-cheàrnach ri uachdar a’ bhàil, agus tro sin bidh i a’ cruthachadh ceàrn 0.o le loidhne àbhaisteach ceart-cheàrnach ri uachdar a’ bhàil.
Sruth dealain air a’ bhàl: Φ = E A.
Is e foirmle neart an achaidh dealain E = kq / r² , agus is e co-aontar farsaingeachd uachdar na cruinne A = 4pr² agus mar sin bidh foirmle an t-sruth dealain ag atharrachadh gu:
Ma tha an cosgais aig meadhan a’ bhàil + 2Q, is e an sruth dealain air a’ bhàl
Stèidhichte air foirmle an t-sruth dealain, tha e air a cho-dhùnadh ma tha cosgais dealain anns an uachdar cruinn dùinte,
Chan eil luach an t-sruth dealain air a’ bhall an urra ri trast-thomhas no radius a’ bhuill. Tha meud an t-sruth dealain 4πk uiread an cosgais dealain iomlan sa bhall, no 1/ε o uiread an cosgais dealain iomlan sa bhall.
Aonad de shruth dealain
Is e F = EA am foirmle bhunasach airson sruth dealain, far a bheil E a’ riochdachadh neart an raoin dealain agus A an raon uachdair. Is e Newton gach Coulomb (N/C) aonad an raoin dealain, agus is e am meatair ceàrnagach (m²) aonad na raon uachdair, agus mar sin is e Newton meatair ceàrnagach gach Coulomb ( Nm² /C) aonad an t-sruthadh dealain.
