Primjer električnog fluksa

4 primjera problema s električnim tokom

1. Električno polje od 8000 N/C okomito na kvadratnu površinu površine 10 m²Odredite električni fluks koji prolazi kroz kvadratnu površinu!
Rasprava
Poznato je da:
Električno polje (E) = 8000 N/C
Površina (A) = 10 m²
θ = 0^o (linije električnog polja podudaraju se s normalnim linijama)
Pitao/la sam: Električni tok (Φ)
Odgovor:

Formula električnog fluksa:

Φ = EA cos θ
Opis: Φ = električni tok (Nm)²/C), E = električno polje (N/C), A = površina (m2²), θ = kut između linije električnog polja i normale (linije okomite na površinu).

Veličina električnog toka:

Φ = EA cos θ = (8000)(10)(cos 0) = (8000)(10)(1) = 80 000 = 8 x 10⁴ Nm²/C

2. Električno polje od 5000 N/C prolazi kroz kvadratnu površinu i tvori kut od 60^o na normalu. Površina kvadrata je 2 m²Odredite električni tok kroz kvadratnu površinu!
Rasprava
Poznato je da:
Električno polje (E) = 5000 N/C
Površina (A) = 2 m²
θ = 60^o
Pitao/la sam: Električni tok (Φ)
Odgovor:
Električni tok:
Φ = EA cos θ = (5000)(2)(cos 60) = (5000)(2)(0,5) = 5000 = 5 x 10³ Nm²/C

3. Električno polje od 4000 N/C prolazi kroz površinu bloka kao što je prikazano na slici ispod. Blok je dug 2 metra, širok 1 metar i visok 1 metar. Odredite električni tok koji prolazi kroz blok!
Rasprava
Poznato je da:
Električno polje (E) = 5000 N/C
Površina (A) = 2 m²
Pitao/la sam: Električni tok (Φ)
Odgovor:

Električni tok kroz blok

Na temelju slike, linije električnog polja obojene crvenom bojom okomite su na površinu bloka tako da se podudaraju s normalom (tvoreći kut od 0^o), dok su ostale linije električnog polja paralelne s površinom tako da su okomite na normalu (tvoreći kut od 90^o).

Crvene linije električnog polja ulaze u blok, ali se pomiču od njega prema van. Kada se linije električnog polja pomiču u blok, kao da se unutar bloka nalazi negativni naboj, pa je električni tok negativan. Suprotno tome, kada se linije električnog polja pomiču od bloka prema van, kao da se unutar bloka nalazi pozitivni naboj, pa je električni tok pozitivan. Linije električnog polja koje ulaze u blok iste su kao i linije električnog polja koje izlaze iz bloka, pa je rezultirajući električni tok jednak nuli.

4. Kugla ima polumjer 0,5 metara, a u središtu kugle nalazi se električni naboj od 10 μC. Odredite električni tok kroz kuglu!
Rasprava
Poznato je da:
Polumjer kugle (r) = 0,5 metara
Električni naboj (Q) = 10 μC = 10 x 10^-6 C
Pitao/la sam: Električni tok (Φ)
Odgovor:

Električno polje:

E = kq/r²
E = (9 x 10⁹ Nm²/C²)(10 x 10^-6 C) / 0,5²
E = (90 x 10³) / 0,25
E = 360 x 10³
E = 3,60 x 10⁵ N / C

Površina kugle:

A = 4πr² = 4 (3,14)(0,5)² = (12,56)(0,25) = 3,14 m²

Električni tok:

Linije električnog polja su okomite na površinu i podudaraju se s normalom tako da je kut koji tvore 0^o.
Φ = EA cos θ
Φ = (3,60 x 10⁵)(3,14)(cos 0)
Φ = (11,304 x 10⁵)(1)
Φ = 11,304 x 10⁵
Φ = 1,13 x 10⁶ Nm²/C