Articulus de Campo Electrico
De argumento electricae onerationis, didictum est similes onerationes se repellere, dissimiles autem se attrahere. Si res positive onerata prope rem negative oneratam adducitur, duo res inter se trahuntur ut ad se moveantur. Contra, si res positive onerata prope rem positive oneratam adducitur, duo res se repellunt ut ab invicem recedunt. Ut de lege Coulomb investigatum est, res electrice oneratae alias res electrice oneratas accelerare possunt quia vis electrica inter has res electrice oneratas agit. Vis electrica quae a re electrice onerata in alias res electrice oneratas exercetur unum exemplum est vis quae sine contactu agere potest. Aliud exemplum vis quae e longinquo agere potest est vis gravitatis . Vis gravitatis a re massae in alias res massae exercetur.
Vis frictionis , vis impulsiva, vis normalis exempla virium facile intellegendarum sunt, quia hae vires operantur cum contactus fit. Contra, vis electrica exemplum est vis difficilis intellegendae, quia haec vis ex certa distantia sine tactu operari potest. Ad vim electricam quae ex certa distantia agere potest intelligendam, notio campi electrici apparet. Notio campi electrici a Michaele Faraday (1791-1867), viro scientiae Britannico, elaborata est.
Definitio campi electrici (E)
Finge vitrum initio electrice neutrum fuisse. Postquam panno fricatur, virga vitrea electrice oneratur. Cum virga vitrea electrice oneratur, simul campus electricus circa vitrum apparet. Si vitrum neutrum fit, simul campus electricus evanescit. Ergo, existentia E a praesentia electricae onerationis separari non potest. E non est genus substantiae sicut aer nec genus undae, sicut undae electromagneticae. E est aliquid a electricitate causatum et spatium circa electricitatem onerationis afficit, ubi aliae onerationes electricae tantum E influxum sentiunt.
Ad explorandum num E in conclavi sit, assumitur onerationem probatoriam in illo spatio esse. Onus probatorium est onera minima (Q) ita ut onus campum electricum minimum producit, quod neglegi potest. Attamen onus probatorium influxum campi electrici ab aliis onerationibus electricis generati sentire potest. Onus probatorium tantum ad investigandum num E sit praesentatur. Si E in spatio est,
Onus probatorium vim electricam experiri debet, dum si E non adest, onus probatorium vim electricam non experitur.
Figuram ad latus inspice.
In figura 1, onus +q₁ et onus +q₂ E in spatio circumdante producunt. Cum onus experimentale +q₂ in puncto spatii ponitur, onus experimentale +q₂ vim electricam subit. F₁ est vis electrica quam onus +q₁ in onus experimentale +q₂ exercet , et F₂ est vis electrica quam onus +q₂ in onus experimentale +q₂ exercet . In Figura 2, cum onus experimentale removetur, E manet nec ab illo puncto evanescit. E₁ est campus electricus a onere electrico +q₁ productus , et E₂ est E a onere electrico + q₂ productus.
Magnitudo campi electrici
E est quantitas vectorialis, ubi campus electricus magnitudinem et directionem habet. Magnitudo E plerumque "robustus E" appellatur. Robur E in puncto quodam definitur ut vis electricitatis a carica electrica exercita in caricam positivam probationis in eo puncto positam, divisa per magnitudinem caricae probationis.
E = vis campi electrici
F = vis electrica
q = onus probationis
Unitas vis electricae est Newton, et unitas caricae electricae est Coulomb, ita ut unitas E sit Newton / Coulomb, abbreviata N/C.
Directio campi electrici
In Figura 1a, carica electrica positiva (+Q) vim electricam in caricam positivam probationis (+q) exercet, ubi directio vis electricae (F) a carica +Q aberrat.
In Figura 1b, cum onera probationis removetur, hoc loco campus electricus (E) existit cuius directio a onera electrica Q aberrat.
In Figura 2a, sarcina electrica negativa (-Q) vim electricam in sarcina positiva (+q) exercet, ubi directio vis electricae (F) ad sarcinam -Q accedit.
In Figura 2b, cum sarcina probationis removetur, hoc loco campus electricus (E) existit cuius directio proxima est sarcinae electricae -Q.
Ex figura et explicatione supra, concludi potest directionem campi electrici a carica electrica positiva recedere et ad caricam electricam negativam appropinquare.
Electric agri lineae
E a carica electrica generatur et spatium circa caricam electricam afficit, ubi influxus E solum ab aliis oneribus electricis sentitur. Cum alia carica electrica in E a carica electrica generato est, alia carica electrica influxum vis electricae sentit.
Intellectus campi electrici supra, ut in articulo de E descriptus est, mente perfici potest, sed mente tantum imaginari. Ad E visualizandum, lineae campi electrici exhibentur. Lineae campi electrici sunt series linearum circa caricam electricam ductarum ad indicandam existentiam campi electrici. Quia praesentiam E demonstrare intendit, nexus est inter has lineas cum E. Aliis verbis, magnitudo et directio E per delineationem linearum campi electrici explicari possunt.
Haec est relatio inter directionem et vim campi electrici cum lineis campi electrici:
Primo, directio litterae E a positiva onere recedit et ad negativam onere appropinquat. Ergo, directio linearum campi electrici etiam a positiva onere recedit et ad negativam onere appropinquat.
Si carica positiva caricae negativae iuxta est, lineae campi electrici ex carica positiva ad caricam negativam ducuntur. Contra, si carica positiva caricae positivae iuxta est, lineae campi electrici ex unaquaque carica positiva et ab invicem ducuntur.
Secundo, vis campi electrici distantia inter lineas campi electrici repraesentatur. Quo propius distantia inter lineas campi electrici, eo maior vis campi electrici et quo longius distantia inter lineas campi electrici, eo minor vis campi electrici.
Cur, quo propius distantia inter lineas, eo maior vis campi electrici? Ad hoc intelligendum, sequentem explicationem considera. Ponamus caricam positivam in centro sphaerae esse et lineas campi electrici in varias directiones per superficiem sphaerae diffundi. Si numerus linearum campi electrici est N et area superficialis sphaerae est 4πr² , tum numerus linearum per unitatem areae seu densitas linearum est N / 4πr² . Secundum hanc formulam, pro eodem N, si r minor fit, distantia inter lineas propius fit, et si r maior fit, distantia inter lineas longius fit.
Formula roboris campi electrici E = kq / r² etiam demonstrat roborem campi electrici inverse proportionalem esse quadrato distantiae. Si r minor est, tum roboris campi electrici magis eminet, et si r magis eminet, tum roboris campi electrici minus fit.
Ex supradictis recensionibus, concludi potest, si r minor fit (quo propius ad sarcinam accedit), vim campi electrici augeri et distantiam inter lineas quoque appropinquare. Contra, si r magis eminet (quo longius a sarcina recedit), vis campi electrici minor fit et distantia inter lineas etiam longius recedit.
Tertio, numerus linearum E proportionalis est robori campi electrici. Quo plures lineae campi electrici, eo maior roboris campi electrici. Quo pauciores lineae campi electrici, eo minor roboris campi electrici.
