Iwu Gauss

N'ihe gbasara iwu Coulomb, a mụrụ ike dị n'etiti chajị eletriki. Na nyocha nke ubi eletriki, a tụlere ụdị iwu Coulomb ọzọ, nke e gosipụtara site na nha F = q E, ebe F bụ ike eletriki, q bụ chajị eletriki, na E bụ ubi eletriki. A pụrụ ikwu na iwu Coulomb bụ iwu nke physics nke na-akọwa mmekọrịta dị n'etiti chajị eletriki (q) na ubi eletriki (E).

Iwu Gauss bụ iwu ọzọ nke fiziki nke na-akọwa mmekọrịta dị n'etiti chajị eletriki na ubi eletriki. Carl Friedrich Gauss (1777–1855), onye ọkà mmụta sayensị na mgbakọ na mwepụ nke German, chepụtara iwu Gauss. Enwere ike ịgbakọ ubi eletriki nke otu ma ọ bụ karịa chajị eletriki mepụtara site na iji iwu Coulomb, mana ngụkọ ahụ na-esikwu ike ma ọ bụrụ na a na-ekpebi ubi eletriki nke nkesa chajị eletriki mepụtara. Iwu Gauss na-enye ụzọ dị mfe iji chọpụta ubi eletriki nke nkesa chajị eletriki mepụtara. Ọzọkwa, ọ bụrụ na a maara ubi eletriki, enwere ike iji iwu Gauss chọpụta nkesa chajị eletriki nke na-emepụta ubi eletriki. Ihe ndị a na-atụle echiche na usoro maka iwu Gauss.

Iwu Gauss nke 1Tụlee chajị ọkụ eletrik dị mma n'etiti bọọlụ ahụ dịka egosiri na foto dị n'akụkụ. Ọ bụrụ na radius nke bọọlụ ahụ bụ R, ike ọkụ eletrik nke chajị ahụ na-emepụta n'elu bọọlụ ahụ bụ E = k Q / R2 na elu nke okirikiri ahụ bụ A = 4 π R2Iji hụta ike eletrik, a na-ese ahịrị ọkụ eletrik, mana eserese ahụ na-egosi naanị anọ. Ebe ọ bụ na ike eletrik dị mma, a na-ese ahịrị ọkụ eletrik site na etiti nke ike eletrik dị, ahịrị ọkụ eletrik ọ bụla na-adabere n'elu nke ike eletrik ọ na-agafe. Ka ike eletrik na-aga n'ihu, otú ahụ ka ike eletrik ahụ si dị obere, ya mere anya dị n'etiti ike eletrik na-abawanye.

A na-agbakọ mmiri eletrik nke na-abanye n'elu ihe mkpuchi ahụ site na iji usoro a:

Iwu Gauss nke 2

Nkọwa: Φ = mmụba eletrik, Q = chajị ọkụ eletrik, k = 9 x 10 9 N m 2 /C 2 , ε o (ikike nke oghere efu) = 8,85 x 10 -12 C 2 /N m 2 , π = 3,14. Dabere na nha nha a, a kwubiri na mmụba eletrik ( Φ ) na-agafe n'elu gburugburu kwekọrọ na oke chajị ọkụ eletrik (Q) dị na ya ma ọ dabereghị na radius nke okirikiri (R).

Iwu Gauss nke 3Foto dị n'aka nri na-egosi elu anọ mechiri emechi nwere chajị eletriki Q. Elu mbụ bụ okirikiri ebe elu ndị ọzọ nwere ọdịdị na-adịghị mma. Chajị eletriki dị mma nke mere na ahịrị ubi eletrik nke akụ anọ nọchiri anya ya na-esi na chajị ahụ apụta. Ahịrị ubi eletrik anọ ahụ na-agafe n'elu okirikiri na elu nke ọzọ nke nwere ọdịdị na-adịghị mma. Na nyocha gbasara ọkụ eletrik a na-ekwu na Ọkụ eletrik bụ ahịrị ọkụ eletrik nke na-abanye n'ime mpaghara elu ụfọdụ.Ahịrị ọkụ eletrik ndị na-abanye n'elu anọ niile bụ otu ihe ahụ nke mere na ọkụ eletrik dị n'elu anọ niile nwere otu uru. Ọgba ọkụ eletrik nke na-abanye n'elu gburugburu hà nhata Φ = Q/εo , nke mere na ọkụ eletrik nke na-abanye n'elu ndị ọzọ nwere ọdịdị na-adịghị mma nwekwara otu uru ahụ, ya bụ Φ = Q/εoDabere na nkọwa a, enwere ike ikwubi na mmiri ọkụ eletrik nke na-abanye n'elu mechiri emechi nke nwere chajị eletrik anaghị adabere n'ụdị elu ahụ, oke ya dịkwa Φ = 4 π k Q = Q/εo.

Iwu Gauss nke 4Foto dị n'aka nri na-egosi ọkụ eletrik abụọ dị n'ime ebe mechiri emechi.1 na Q2 dị mma nke na ọ bụrụ na e sere ya, chajị ọ bụla nwere ahịrị ọkụ eletrik nke na-abanye n'ime elu. Mkpokọta ọkụ eletrik bụ ọnụọgụgụ niile nke ahịrị ọkụ eletrik ndị na-abanye site na elu mechiri emechi. N'ihi na ahịrị ọkụ eletrik nke chajị Q1 nhata ọkụ eletrik nke Φ = Q1/εo na ahịrị ọkụ eletrik nke Q2 nhata ọkụ eletrik nke Φ = Q2/εo mgbe ahụ, ọnụọgụgụ nke ahịrị ọkụ eletrik hà nhata Q1/εo +Q2/εo = 1/εo (Q1 +Q2).

Dabere na nkọwa a, enwere ike ikwubi na mkpokọta ọkụ eletrik bụ 1/ε o ugboro mkpokọta chajị ọkụ eletrik dị n'elu mechiri emechi. Okwu a bụ iwu Gauss. N'ime mgbakọ na mwepụ:

Φ ngụkọta = 1/ε o (Q ngụkọta ) ———- Usoro iwu Gauss

Ngụkọta Q bụ mkpokọta ego ọkụ eletrik n'ime elu mechiri emechi. Ọ bụrụ na enwere chajị ọkụ eletrik n'èzí elu mechiri emechi, mgbe ahụ a naghị atụle chajị ahụ n'ihi na ọkụ eletrik ọ na-emepụta bụ efu. Ọgba ọkụ eletrik bụ efu n'ihi na ahịrị ọkụ eletrik sitere na chajị ahụ na-abanye n'elu mechiri emechi wee pụọ ọzọ ka mmiri ọkụ eletrik ahụ wee pụta ọzọ ka mmiri ọkụ eletrik ahụ wee bụrụ efu. Elu mechiri emechi na iwu Gauss bụ elu echiche efu ewepụtara iji gbakọọ mmiri ọkụ eletrik nke chajị ọkụ eletrik na-emepụta. N'ikwu ya n'ụzọ ọzọ, chajị ọkụ eletrik ekwesịghị ịdị n'ime ala mechiri emechi n'ezie. Enwere ike iji iwu Gauss chọpụta ubi ọkụ eletrik ma ọ bụrụ na amaara nkesa nke chajị ọkụ eletrik ma ọ bụ enwere ike iji ya chọpụta nkesa nke chajị ọkụ eletrik ma ọ bụrụ na amaara ubi ọkụ eletrik. A kọwara ojiji nke iwu Gauss iji dozie nsogbu dị iche iche n'isiokwu isiokwu ya bụ ịchọpụta ubi ọkụ eletrik site na iji iwu Gauss.

 

Hapụ okwu