Nan sijè Chan Elektrik la , nou te diskite sou definisyon ak fòmil chan elektrik la ki ka itilize pou kalkile fòs chan elektrik ki pwodui pa yon chaj elektrik, plizyè chaj elektrik oswa pa yon distribisyon chaj elektrik. Kalkil fòs chan elektrik ki pwodui pa yon chaj elektrik oswa de chaj elektrik rezoud fasilman lè l sèvi avèk fòmil fòs chan elektrik la. Si sa y ap kalkile a se fòs chan elektrik ki pwodui pa yon distribisyon chaj elektrik, kalkil la pi konplike si w ap itilize fòmil fòs chan elektrik la men li pi fasil si w ap itilize lalwa Gauss la . Anvan w etidye lalwa Gauss la an pwofondè, premye bagay pou w konprann flux elektrik la paske konsèp flux elektrik la itilize nan lalwa Gauss la.
Konprann Flux Elektrik
Mo "flux" la soti nan mo laten an, fluere , ki vle di koule. Literalman, "flux elektrik" ka defini kòm koule yon chan elektrik. Mo "flow" la a pa endike yon chan elektrik k ap koule tankou dlo k ap koule, men pito dekri prezans yon chan elektrik ki montre nan yon sèten direksyon. Nan sijè Liy Chan Elektrik yo, yo te eksplike ke chan elektrik yo vizyalize oswa reprezante lè l sèvi avèk liy chan elektrik, kidonk "flux" reprezante tou lè l sèvi avèk liy chan elektrik. Kidonk, "flux" se liy chan elektrik ki pase nan yon sèten sifas, jan imaj ki anba a montre sa.
Fòmil
Matematikman, fli elektrik se pwodwi chan elektrik la (E), sifas la (A) ak kosinis ang ki genyen ant
liy chan elektrik ak liy nòmal pèpandikilè ak sifas la.
Φ = EA kos θ ………………. (Ekwasyon 1)
Si liy chan elektrik yo pèpandikilè ak sifas yo pase ladan l lan jan yo montre nan imaj la, alò ang ki genyen ant liy chan elektrik yo ak liy nòmal la se 0.o, kote kos 0o = 1. Kidonk fòmil la
transfòme an:
Φ = EA kos 0o = EA (1)
Φ = EA ………………. (Ekwasyon 2)
Baze sou fòmil flux ki anwo a, plizyè bagay ka konkli. Premyèman , flux la nan valè maksimòm li lè liy chan elektrik la pèpandikilè ak sifas la paske nan kondisyon sa a ang ki genyen ant liy chan elektrik la ak liy nòmal la se 0 o , kote valè kosinis 0 o a se 1. Dezyèmman , flux la nan valè minimòm li lè liy chan elektrik la paralèl ak sifas la paske nan kondisyon sa a ang ki genyen ant liy chan elektrik la ak liy nòmal la se 90 o , kote valè kosinis 90 o a se 0. Twazyèmman , flux la depann de chan elektrik la (E) ak sifas la (A). Anplis sifas rektangilè a tankou nan egzanp ki anwo a, sifas la kapab tou esferik ak lòt bagay ankò.
Sifas ki kouvri
Flux elektrik ki dekri anvan an te itilize egzanp yon sifas ouvè (yon sifas kare oswa rektangilè). E flux sou yon sifas fèmen tankou yon kib, yon blòk, oswa yon esfè? Sipoze gen liy chan elektrik k ap pase nan blòk la, jan sa parèt nan figi ki anba a.
Liy chan elektrik ki gen koulè ble yo koresponn ak sifas anwo ak anba gwo bout bwa a pou yo fòme yon ang 90 degre.o avèk liy nòmal sifas anwo ak anba yo. Kidonk, flux sou sifas anwo ak anba gwo bout bwa a se Φ = EA cos 90o = EA (0) = 0.
Liy chan elektrik ki gen koulè jòn yo koresponn ak sifas bò dwat ak bò gòch gwo bout bwa a pou yo fòme yon ang 90 degre.o avèk liy nòmal sifas bò gòch ak bò dwat yo. Kidonk, flux sou sifas bò dwat ak bò gòch blòk la se Φ = EA cos 90o = EA (0) = 0.
Liy chan elektrik ki gen koulè wouj yo pèpandikilè ak sifas devan ak dèyè blòk la, sa fòme yon ang 0.o avèk liy nòmal sifas devan ak dèyè yo. Kidonk flux la se Φ = EA cos 0o = EA (1) = E A.
Nan imaj ki anwo a, liy chan elektrik wouj yo wè k ap deplase antre nan blòk la epi k ap deplase soti nan blòk la. Lè liy chan elektrik yo deplase antre nan blòk la kòmsi gen yon chaj negatif nan blòk la, flux la negatif. Okontrè, lè liy chan elektrik yo deplase soti nan blòk la kòmsi gen yon chaj pozitif nan blòk la, flux elektrik la pozitif. Kalitativman oswa san kalkil, si kantite liy chan elektrik k ap antre nan blòk la se menm ak kantite liy chan elektrik k ap kite blòk la, flux ki rezilta a se zewo. Kantitativman oswa lè l sèvi avèk kalkil, flux elektrik ki rezilta a k ap pase nan blòk la kalkile jan sa a: flux k ap rantre = Φ 1 = – EA cos 0 o = – EA (1) = -EA ak flux k ap soti = Φ 2 = + EA cos 0 o = + EA (1) = +E A. Flux total la se Φ = -Φ 1 + Φ 2 = -EA + EA = 0.
Baze sou kalkil ki anwo yo, nou konkli ke flux total ki pase nan blòk la, jan figi ki anwo a montre a, se zewo. Nou ka di ke flux total la se zewo paske pa gen chaj elektrik andedan blòk la. Kidonk, si pa gen chaj elektrik andedan yon sifas fèmen tankou yon blòk, yon kib, yon esfè, oswa yon lòt objè, flux total la se zewo. E si gen yon chaj elektrik andedan sifas fèmen an?
Ann sipoze gen yon chaj elektrik nan sant esfè a jan yo montre nan figi ki adwat la. Kat liy chan elektrik yo reprezante lòt liy chan elektrik ki deplase soti nan sant esfè a pou ale deyò, yon fason pèpandikilè ak sifas esfè a. Chak liy pèpandikilè ak sifas esfè li travèse a, li fòme yon ang 0 ° ak liy nòmal pèpandikilè ak sifas esfè a.
Flux elektrik nan esfè a:
Fòmil pou fòs chan elektrik la se E = k Q / r 2 epi fòmil pou sifas yon esfè se A = 4 π r 2 konsa fòmil flux la chanje pou l vin:
![]()
Si chaj ki nan sant esfè a se +2Q, alò flux ki nan esfè a se
![]()
Baze sou fòmil ki anwo a, nou konkli ke si gen yon chaj elektrik andedan yon sifas esferik fèmen, valè flux nan esfè a pa depann de dyamèt oswa reyon esfè a. Valè flux la se 4πk fwa chaj elektrik total andedan esfè a oswa 1/εo fwa chaj elektrik total andedan esfè a.
Inite Flux Elektrik
Fòmil debaz pou flux la se Φ = EA, kote E se fòs chan elektrik la epi A se sifas la. Inite chan elektrik la se Newton pa Coulomb (N/C) epi inite sifas la se mèt kare a (m2 ) , kidonk inite flux la se Newton mèt kare pa Coulomb (Nm2 / C).