Esempio di flusso elettrico

4 esempi di problemi di flusso elettrico

1. Campo elettrico di 8000 N/C perpendicolari a una superficie quadrata con un'area di 10 m²Determinare flusso elettrico che passa attraverso la superficie quadrata!
Discussione
È noto che:
Campo elettrico (E) = 8000 N/C
Area superficiale (A) = 10 m²
θ = 0^o (le linee del campo elettrico coincidono con le linee normali)
Chiesto: Flusso elettrico (Φ)
Risposta :

Formula del flusso elettrico:

Φ = EA cos θ
Descrizione: Φ = flusso elettrico (Nm)²/C), E = campo elettrico (N/C), A = area superficiale (m²)²), θ = angolo tra la linea del campo elettrico e la linea normale (la linea perpendicolare alla superficie).

L'entità del flusso elettrico:

Φ = EA cos θ = (8000)(10)(cos 0) = (8000)(10)(1) = 80.000 = 8 x 10 ⁴ Nm ² /C

2. Un campo elettrico di 5000 N/C attraversa una superficie quadrata e forma un angolo di 60°.^o alla linea normale. L'area della superficie del quadrato è di 2 m²Determina il flusso elettrico attraverso la superficie quadrata!
Discussione
È noto che:
Campo elettrico (E) = 5000 N/C
Area superficiale (A) = 2 m²
θ = 60^o
Chiesto: Flusso elettrico (Φ)
Risposta :
Flusso elettrico:
Φ = EA cos θ = (5000)(2)(cos 60) = (5000)(2)(0,5) = 5000 = 5 x 10³ Nm²/C

3. Un campo elettrico di 4000 N/C attraversa la superficie di un blocco come mostrato nella figura sottostante. Il blocco è lungo 2 metri, largo 1 metro e alto 1 metro. Determinare il flusso elettrico che attraversa il blocco!
Discussione
È noto che:
Campo elettrico (E) = 5000 N/C
Area superficiale (A) = 2 m²
Chiesto: Flusso elettrico (Φ)
Risposta :

Flusso elettrico attraverso il blocco

In base all'immagine, le linee del campo elettrico colorate di rosso sono perpendicolari alla superficie del blocco, quindi coincidono con la normale (formando un angolo di 0 ^° ), mentre le altre linee del campo elettrico sono parallele alla superficie, quindi sono perpendicolari alla normale (formando un angolo di 90 ^° ).

Le linee di campo elettrico rosse entrano nel blocco ma si estendono verso l'esterno. Quando le linee di campo elettrico entrano nel blocco, è come se ci fosse una carica negativa all'interno del blocco, quindi il flusso elettrico è negativo. Viceversa, quando le linee di campo elettrico si estendono verso l'esterno dal blocco, è come se ci fosse una carica positiva all'interno del blocco, quindi il flusso elettrico è positivo. Le linee di campo elettrico che entrano nel blocco sono le stesse di quelle che escono dal blocco, quindi il flusso elettrico risultante è zero.

4. Una sfera ha un raggio di 0,5 metri e al suo centro è presente una carica elettrica di 10 μC. Determinare il flusso elettrico attraverso la sfera!
Discussione
È noto che:
Il raggio della sfera (r) = 0,5 metri
Carica elettrica (Q) = 10 μC = 10 x 10^-6 C
Chiesto: Flusso elettrico (Φ)
Risposta :

Campo elettrico:

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

Area superficiale della sfera:

A = 4 π r ² = 4 (3,14)(0,5) ² = (12,56)(0,25) = 3,14 m ²

Flusso elettrico:

Le linee del campo elettrico sono perpendicolari alla superficie e coincidono con la linea normale in modo che l'angolo formato sia 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