Artikel iwwer den elektresche Feld
Wat d'elektresch Ladung ugeet, gouf geléiert, datt ähnlech Ladungen sech géigesäiteg ofstoussen, während aner Ladungen sech géigesäiteg unzéien. Wann en positiv geluedenen Objet no bei en negativ geluedenen Objet bruecht gëtt, zéien déi zwee Objeten sech zesummen, sou datt se sech géigesäiteg beweegen. Am Géigendeel, wann e positiv geluedenen Objet no bei engem positiv geluedenen Objet bruecht gëtt, stoussen déi zwee Objeten sech géigesäiteg of, sou datt se sech vuneneen ewech beweegen. Wéi zum Thema Coulomb-Gesetz studéiert, kënnen elektresch gelueden Objeten aner elektresch gelueden Objeten beschleunegen, well eng elektresch Kraaft tëscht dësen elektresch geluedenen Objeten wierkt. Déi elektresch Kraaft, déi vun engem elektresch geluedenen Objet op aner elektresch gelueden Objeten ausgeübt gëtt, ass e Beispill vun enger Kraaft, déi ouni Kontakt wierke kann. En anert Beispill vun der Kraaft, déi op Distanz wierke kann, ass d' Schwéierkraaft . D'Gravitatiounskraaft gëtt vun engem masséierenden Objet op aner masséierenden Objeten ausgeübt.
Reibungskraaft , Schubkraaft, Normalkraaft si Beispiller vu Kräften, déi einfach ze verstoen sinn, well dës Kräften funktionéieren, wann e Kontakt optrieden. Am Géigendeel ass d'elektresch Kraaft e Beispill vun enger Kraaft, déi schwéier ze verstoen ass, well dës Kraaft aus enger bestëmmter Distanz ouni Beréierung funktionéiere kann. Fir déi elektresch Kraaft ze verstoen, déi aus enger bestëmmter Distanz funktionéiere kann, gëtt de Konzept vum elektresche Feld erschéngt. De Konzept vum elektresche Feld gouf vum britesche Wëssenschaftler Michael Faraday (1791-1867) entwéckelt.
Definitioun vum elektresche Feld (E)
Stelle mer vir, e Glas wier ufanks elektresch neutral. Nodeems et mat engem Stoff geriwwe gouf, gëtt d'Glasstaaf elektresch gelueden. Wann d'Glasstaaf elektresch gelueden gëtt, entsteet gläichzäiteg en elektrescht Feld ronderëm d'Glas. Wann d'Glas neutral gëtt, verschwënnt gläichzäiteg dat elektrescht Feld. Dofir kann d'Existenz vun engem E net vun der Präsenz vun enger elektrescher Ladung getrennt ginn. Den E ass keng Zort Substanz wéi Loft a keng Zort Well, wéi elektromagnetesch Wellen. En E ass eppes, wat duerch eng elektresch Ladung verursaacht gëtt an de Raum ronderëm eng elektresch Ladung beaflosst, wou aner elektresch Ladungen nëmmen den Afloss vun engem E spieren.
Fir ze testen, ob et en E an engem Raum gëtt, gëtt dovun ausgaangen, datt et eng Testladung an deem Raum gëtt. D'Testladung ass eng minimal Ladung (Q), sou datt d'Ladung en elektrescht Feld produzéiert, dat ganz kleng ass a kann ignoréiert ginn. D'Testladung kann awer den Afloss vum elektresche Feld spieren, dat vun aneren elektresche Ladungen generéiert gëtt. D'Testladung gëtt nëmme presentéiert fir z'ënnersichen, ob et en E gëtt. Wann et en E am Raum gëtt,
D'Testladung muss déi elektresch Kraaft erliewen, während wann et keen E gëtt, d'Testladung déi elektresch Kraaft net erlieft.
Kuckt Iech d'Figur op der Säit un.
An der Figur 1 produzéieren d'Ladung +q1 an d'Ladung +q2 en E am Ëmgéigendraum. Wann d'Testladung +qo op engem Punkt am Raum placéiert gëtt, erlieft d'Testladung +qo déi elektresch Kraaft. F1 ass déi elektresch Kraaft, déi vun der Ladung + q1 op d'Testladung +qo ausgeübt gëtt , an F2 ass déi elektresch Kraaft, déi vun der Ladung +q2 op d'Testladung +qo ausgeübt gëtt . An der Figur 2, wann d'Testladung ewechgeholl gëtt, bleift den E a verschwënnt net vun deem Punkt. E1 ass en elektrescht Feld, dat vun enger elektrescher Ladung +q1 produzéiert gëtt , an E2 ass en E, dat vun enger elektrescher Ladung +q2 produzéiert gëtt.
D'Gréisst vum elektresche Feld
D'E ass eng Vektorgréisst, wou dat elektrescht Feld eng Gréisst an eng Richtung huet. D'Gréisst vun engem E gëtt normalerweis als E-Stäerkt bezeechent. D'Stäerkt vun der E an engem Punkt gëtt definéiert als d'Kraaft vun der Elektrizitéit, déi vun enger elektrescher Ladung op eng positiv Testladung ausgeübt gëtt, déi op deem Punkt placéiert ass, gedeelt duerch d'Gréisst vun der Testladung.
E = elektresch Feldstäerkt
F = elektresch Kraaft
q = Testladung
D'Eenheet vun der elektrescher Kraaft ass Newton an d'Eenheet vun der elektrescher Ladung ass Coulomb, sou datt d'Eenheet vun E Newton / Coulomb ass, ofgekierzt als N/C.
D'Richtung vum elektresche Feld
An der Figur 1a übt eng positiv elektresch Ladung (+Q) déi elektresch Kraaft op déi positiv Testladung (+q) aus, wou d'Richtung vun der elektrescher Kraaft (F) ewech vun der Ladung vun +Q ass.
An der Figur 1b, wann d'Testladung ewechgeholl gëtt, gëtt et op dësem Punkt en elektrescht Feld (E), deem seng Richtung ewech vun der elektrescher Ladung Q ass.
An der Figur 2a übt eng negativ elektresch Ladung (-Q) déi elektresch Kraaft an enger positiver Testladung (+q) aus, wou d'Richtung vun der elektrescher Kraaft (F) der Ladung -Q no kënnt.
An der Figur 2b, wann d'Testladung ewechgeholl gëtt, gëtt et op dësem Punkt en elektrescht Feld (E), deem seng Richtung no bei der elektrescher Ladung -Q ass.
Baséierend op der Figur an der Erklärung uewen, kann een dovun ausgoen, datt d'Richtung vum elektresche Feld vun der positiver elektrescher Ladung ewech ass a sech der negativer elektrescher Ladung nähert.
Elektresch Feldlinnen
D'E gëtt duerch eng elektresch Ladung generéiert an beaflosst de Raum ronderëm déi elektresch Ladung, wou den Afloss vun der E nëmme vun aneren elektresche Ladungen gefillt gëtt. Wann eng aner elektresch Ladung am E ass, deen duerch eng elektresch Ladung generéiert gëtt, spiert eng aner elektresch Ladung den Afloss vun enger elektrescher Kraaft.
D'Verständnis vum elektresche Feld uewen, wéi am Artikel iwwer den E beschriwwen, kann awer nëmme mam Geescht realiséiert ginn. Fir en E ze visualiséieren, ginn elektresch Feldlinne presentéiert. Elektresch Feldlinne sinn eng Rei vu Linnen, déi ronderëm eng elektresch Ladung gezeechent sinn, fir d'Existenz vun engem elektresche Feld unzeweisen. Well et drëm geet, d'Präsenz vun engem E ze weisen, gëtt et eng Verbindung tëscht dëse Linnen mat engem E. An anere Wierder, d'Gréisst an d'Richtung vum E kënnen duerch d'Zeechnen vun elektresche Feldlinne erkläert ginn.
Folgend ass d'Bezéiung tëscht Richtung an elektrescher Feldstäerkt mat elektresche Feldlinnen:
Éischtens beweegt sech d'Richtung vum E vun der positiver Ladung ewech a kënnt der negativer Ladung no. Sou ass d'Richtung vun den elektresche Feldlinnen och vun der positiver Ladung ewech a kënnt der negativer Ladung no.
Wann déi positiv Ladung nieft der negativer Ladung läit, ginn d'elektresch Feldlinnen vun der positiver Ladung op déi negativ Ladung gezunn. Am Géigendeel, wann eng positiv Ladung nieft enger positiver Ladung läit, ginn d'elektresch Feldlinnen vun all positiver Ladung ewech vuneneen gezunn.
Zweetens, d'Stäerkt vum elektresche Feld gëtt duerch den Ofstand tëscht den elektresche Feldlinnen duergestallt. Wat méi no den Ofstand tëscht de Linne vum elektresche Feld ass, wat méi héich d'Stäerkt vum elektresche Feld ass, a wat méi wäit den Ofstand tëscht de Linne vum elektresche Feld ass, wat méi kleng d'Stäerkt vum elektresche Feld ass.
Firwat ass et sou, datt wat méi kleng den Ofstand tëscht de Linnen ass, wat méi héich d'elektrescht Feldstäerkt ass? Fir dëst ze verstoen, kuckt Iech déi folgend Erklärung un. Huelt un, datt eng positiv Ladung am Zentrum vun der Kugel ass an d'elektresch Feldlinnen sech a verschidde Richtungen iwwer d'Uewerfläch vun der Kugel verbreeden. Wann d'Zuel vun den elektresche Feldlinnen N ass an d'Uewerfläch vun der Kugel 4πr² ass , dann ass d'Zuel vun de Linnen pro Flächeneenheet oder Linnendichte N / 4πr² . Baséierend op dëser Formel, fir dee selwechten N, wann r méi kleng gëtt, gëtt den Ofstand tëscht de Linnen méi kleng a wann r méi bedeitend gëtt, gëtt den Ofstand tëscht de Linnen méi wäit ewech.
D'Formel fir d'elektresch Feldstäerkt E = kq / r² weist och, datt d'elektresch Feldstäerkt ëmgekéiert proportional zum Quadrat vun der Distanz ass. Wann r méi kleng ass, da gëtt d'elektresch Feldstäerkt méi prominent, a wann r méi prominent gëtt, da gëtt d'elektresch Feldstäerkt méi kleng.
Baséierend op der uewe genannter Iwwerpréiwung kann een dovun ausgoen, datt wann r méi kleng gëtt (méi no bei der Ladung kënnt), d'elektrescht Feldstäerkt méi grouss gëtt an den Ofstand tëscht de Linnen och méi no kënnt. Am Géigendeel, wann r méi prominent gëtt (wat méi wäit ewech vun der Ladung), gëtt d'elektrescht Feldstäerkt méi kleng an den Ofstand tëscht de Linnen och méi wäit ewech.
Drëttens, d'Zuel vun den E-Linnen ass proportional zu der elektrescher Feldstäerkt. Wat méi elektresch Feldlinnen, wat méi héich d'elektresch Feldstäerkt ass. Wat manner elektresch Feldlinnen, wat méi kleng d'elektresch Feldstäerkt ass.
