4 példa az elektromos fluxusproblémákra
1. Elektromos mező 8000 N/C erő merőlegesen egy 10 m² felületű négyzet alakú felületre2Határozza meg elektromos fluxus amely áthalad a négyzet alakú felületen!
Vita
Köztudott, hogy:
Elektromos térerősség (E) = 8000 N/C
Felület (A) = 10 m²2
θ = 0o (az elektromos erővonalak egybeesnek a merőleges vonalakkal)
Kérdezte: Elektromos fluxus (Φ)
Válasz:
Elektromos fluxus képlete:
Φ = EA cos θ
Leírás: Φ = elektromos fluxus (Nm)2/C), E = elektromos tér (N/C), A = felület (m²)2), θ = az elektromos térerősség vonala és a merőleges (a felületre merőleges vonal) közötti szög.
Az elektromos fluxus nagysága:
Φ = EA cos θ = (8000) (10) (cos 0) = (8000) (10) (1) = 80 000 = 8 x 104 Nm2/C
2. Egy 5000 N/C erősségű elektromos mező áthalad egy négyzet alakú felületen, és 60 fokos szöget zár be vele.o a merőlegeshez. A négyzet felülete 2 m²2Határozza meg az elektromos fluxust a négyzetes felületen!
Vita
Köztudott, hogy:
Elektromos térerősség (E) = 5000 N/C
Felület (A) = 2 m²2
θ = 60o
Kérdezte: Elektromos fluxus (Φ)
Válasz:
Elektromos fluxus:
Φ = EA cos θ = (5000) (2) (cos 60) = (5000) (2) (0,5) = 5000 = 5 x 103 Nm2/C
3. Egy 4000 N/C erősségű elektromos tér halad át egy tömb felületén, ahogy az az alábbi ábrán látható. A tömb 2 méter hosszú, 1 méter széles és 1 méter magas. Határozza meg a tömbön áthaladó elektromos fluxust!
Vita
Köztudott, hogy:
Elektromos térerősség (E) = 5000 N/C
Felület (A) = 2 m²2
Kérdezte: Elektromos fluxus (Φ)
Válasz:
Elektromos fluxus a blokkon keresztül
Az ábra alapján a pirossal jelölt elektromos erővonalak merőlegesek a blokk felületére, így egybeesnek a merőlegessel (0 szöget zárnak be vele).o), míg a többi elektromos térerősség párhuzamos a felülettel, így merőlegesek a normálvektorra (90 fokos szöget zárnak beo).
A piros elektromos erővonalak belépnek a blokkba, de kifelé mozognak tőle. Amikor az elektromos erővonalak a blokkba lépnek, olyan, mintha negatív töltés lenne a blokk belsejében, így az elektromos fluxus negatív. Fordítva, amikor az elektromos erővonalak kifelé mozognak a blokkból, olyan, mintha pozitív töltés lenne a blokk belsejében, így az elektromos fluxus pozitív. A blokkba belépő elektromos erővonalak megegyeznek a blokkot elhagyó elektromos erővonalakkal, így az eredő elektromos fluxus nulla.
4. Egy labda sugara 0,5 méter, és a labda közepén 10 μC elektromos töltés található. Határozza meg a labdán áthaladó elektromos fluxust!
Vita
Köztudott, hogy:
A labda sugara (r) = 0,5 méter
Elektromos töltés (Q) = 10 μC = 10 x 10-6 C
Kérdezte: Elektromos fluxus (Φ)
Válasz:
Elektromos mező:
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
A gömb felülete:
A = 4πr2 = 4 (3,14)(0,5)2 = (12,56)(0,25) = 3,14 m2
Elektromos fluxus:
Az elektromos erővonalak merőlegesek a felületre és egybeesnek a merőlegessel, így a létrehozott szög 0.o.
Φ = EA cos θ
Φ = (3,60 x 105)(3,14)(cos 0)
Φ = (11,304 × 105)(1)
Φ = 11,304 × 105
Φ = 1,13 × 106 Nm2/C
