Dwar is-suġġett Qasam elettriku, iddiskutejna d-definizzjoni u l-formula tal-kamp elettriku li tista' tintuża biex tikkalkula s-saħħa tal-kamp elettriku prodott minn ċarġ elettriku wieħed, diversi ċarġijiet elettriċi jew minn distribuzzjoni ta' ċarġijiet elettriċi. Il-kalkolu tas-saħħa tal-kamp elettriku prodott minn ċarġ elettriku wieħed jew żewġ ċarġijiet elettriċi jista' jiġi solvut faċilment bl-użu tal-formula tas-saħħa tal-kamp elettriku. Jekk il-kalkolu huwa s-saħħa tal-kamp elettriku prodott minn distribuzzjoni ta' ċarġijiet elettriċi, il-kalkolu huwa aktar ikkumplikat jekk tintuża l-formula tas-saħħa tal-kamp elettriku iżda huwa aktar faċli jekk tintuża Il-liġi ta' GaussQabel ma nistudjaw il-liġi ta' Gauss fil-fond, l-ewwel irridu nifhmu l-fluss elettriku għaliex il-kunċett tal-fluss elettriku jintuża fil-liġi ta' Gauss.
Nifhmu l-Fluss Elettriku
Il-kelma fluss ġejja mill-kelma Latina, fluwore, li jfisser li jiċċirkola. Litteralment, il-fluss elettriku jista' jiġi definit bħala l-fluss ta' kamp elettriku. Il-kelma fluss hawnhekk ma tindikax kamp elettriku li jiċċirkola bħal ilma li jiċċirkola, iżda pjuttost tiddeskrivi l-preżenza ta' kamp elettriku li jipponta f'ċerta direzzjoni. Dwar is-suġġett Linji tal-kamp elettriku Ġie spjegat li l-kampi elettriċi huma viżwalizzati jew murija bl-użu ta' linji tal-kamp elettriku, għalhekk il-fluss huwa wkoll muri bl-użu ta' linji tal-kamp elettriku. Għalhekk il-fluss huwa l-linji tal-kamp elettriku li jgħaddu minn ċerta erja tal-wiċċ, kif eżemplifikat fl-immaġni hawn taħt.
Formula
Matematikament, il-fluss elettriku huwa l-prodott tal-kamp elettriku (E), l-erja tal-wiċċ (A) u l-kosinus tal-angolu bejn
linji tal-kamp elettriku b'linji normali perpendikolari mal-wiċċ.
Φ = EA cos θ ………………. (Ekwazzjoni 1)
Jekk il-linji tal-kamp elettriku huma perpendikolari għall-erja tal-wiċċ li jgħaddu minnha bħal fl-istampa, allura l-angolu bejn il-linji tal-kamp elettriku u l-linja normali huwa 0o, fejn cos 0o = 1. Għalhekk il-formula
trasformat fi:
Φ = EA cos 0o = EA (1)
Φ = EA ……………. (Ekwazzjoni 2)
Abbażi tal-formula tal-fluss ta' hawn fuq, jistgħu jiġu konklużi diversi affarijiet. L-ewwel, il-fluss għandu valur massimu meta l-linja tal-kamp elettriku tkun perpendikolari għall-erja tal-wiċċ għaliex f'din il-kundizzjoni l-angolu bejn il-linja tal-kamp elettriku u l-linja normali huwa 0o, fejn il-valur tal-kosinus huwa 0o huwa 1. It-tieni, il-fluss għandu valur minimu meta l-linji tal-kamp elettriku jkunu paralleli mal-erja tal-wiċċ għaliex f'din il-kundizzjoni l-angolu bejn il-linji tal-kamp elettriku u l-linja normali huwa ta' 90o, fejn il-valur tal-kosinus huwa 90o huwa 0. It-tielet, il-fluss jiddependi fuq il-kamp elettriku (E) u l-erja tal-wiċċ (A). Minbarra l-erja tal-wiċċ rettangolari bħal fl-eżempju ta' hawn fuq, l-erja tal-wiċċ tista' tkun ukoll sferika u ta' forom oħra.
Wiċċ Mgħotti
Il-fluss elettriku deskritt qabel uża l-eżempju ta' wiċċ miftuħ (erja tal-wiċċ kwadra jew rettangolari). Xi ngħidu dwar il-fluss fuq wiċċ magħluq bħal kubu, blokk, jew sfera? Ejja ngħidu li hemm linji tal-kamp elettriku li jgħaddu mill-blokk, bħal fil-figura t'hawn taħt.
Il-linji tal-kamp elettriku kkuluriti blu jikkoinċidu mal-uċuħ ta' fuq u ta' isfel tar-raġġ biex jiffurmaw angolu ta' 90 grad.o mal-linji normali tal-uċuħ ta' fuq u ta' isfel. Għalhekk il-fluss fuq l-uċuħ ta' fuq u ta' isfel tar-raġġ huwa Φ = EA cos 90o = EA (0) = 0.
Il-linji tal-kamp elettriku kkuluriti bl-isfar jikkoinċidu mal-uċuħ tal-lemin u tax-xellug tar-raġġ sabiex jiffurmaw angolu ta' 90 grad.o mal-linji normali tal-uċuħ tan-naħa tax-xellug u tal-lemin. Għalhekk il-fluss fuq l-uċuħ tan-naħa tal-lemin u tax-xellug tal-blokka huwa Φ = EA cos 90o = EA (0) = 0.
Il-linji tal-kamp elettriku kkuluriti bl-aħmar huma perpendikolari għall-uċuħ ta' quddiem u ta' wara tal-blokka, u jiffurmaw angolu ta' 0o mal-linji normali tal-uċuħ ta' quddiem u ta' wara. Għalhekk il-fluss huwa Φ = EA cos 0o = EA (1) = E A.
Fl-immaġni ta’ hawn fuq, il-linji ħomor tal-kamp elettriku jidhru li jiċċaqalqu fil-blokka u mbagħad jiċċaqalqu ’l barra mill-blokka. Meta l-linji tal-kamp elettriku jiċċaqalqu fil-blokka bħallikieku kien hemm ċarġ negattiv ġewwa l-blokka, il-fluss ikun negattiv. Bil-maqlub, meta l-linji tal-kamp elettriku jiċċaqalqu ’l barra mill-blokka bħallikieku kien hemm ċarġ pożittiv ġewwa l-blokka, il-fluss elettriku jkun pożittiv. Kwalitattivament jew mingħajr kalkolu, jekk in-numru ta’ linji tal-kamp elettriku li jidħlu fil-blokka huwa ugwali għan-numru ta’ linji tal-kamp elettriku li joħorġu mill-blokka, il-fluss li jirriżulta huwa żero. Kwantitattivament jew bl-użu ta’ kalkoli, il-fluss elettriku li jirriżulta li jgħaddi mill-blokka huwa kkalkulat kif ġej: fluss li dieħel = Φ1 = – EA kos 0o = – EA (1) = -EA u l-fluss 'il barra = Φ2 = + EA kos 0o = + EA (1) = +E A. Il-fluss totali huwa Φ = -Φ1 + Φ2 = -EA + EA = 0.
Abbażi tal-kalkoli ta' hawn fuq, huwa konkluż li l-fluss totali li jgħaddi mill-blokka, kif muri fil-figura ta' hawn fuq, huwa żero. Jista' jingħad li l-fluss totali huwa żero għaliex m'hemm l-ebda ċarġ elettriku fil-blokka. Għalhekk, jekk m'hemm l-ebda ċarġ elettriku f'wiċċ magħluq bħal blokka, kubu, sfera, jew oġġett ieħor, il-fluss totali huwa żero. Xi ngħidu jekk ikun hemm ċarġ elettriku fil-wiċċ magħluq?
Ejja ngħidu li hemm ċarġ elettriku fiċ-ċentru tal-isfera kif muri fl-immaġni fuq il-lemin. L-erba' linji tal-kamp elettriku murija jirrappreżentaw linji oħra tal-kamp elettriku li jiċċaqalqu 'l barra miċ-ċentru tal-isfera perpendikolari għall-wiċċ tal-isfera. Kull linja hija perpendikolari għall-wiċċ tal-isfera li tgħaddi minnha, u tifforma angolu ta' 0°.o b'linja normali perpendikolari mal-wiċċ tal-isfera.
Fluss elettriku fl-isfera:
Il-formula għas-saħħa tal-kamp elettriku hija E = k Q / r2 u l-formula għall-erja tal-wiċċ ta' sfera hija A = 4 π r2 sabiex il-formula tal-fluss tinbidel għal:
![]()
Jekk iċ-ċarġ fiċ-ċentru tal-isfera huwa +2Q allura l-fluss fl-isfera huwa
![]()
Abbażi tal-formula ta' hawn fuq, jista' jiġi konkluż li jekk ikun hemm ċarġ elettriku ġewwa wiċċ sferiku magħluq, il-valur tal-fluss fl-isfera ma jiddependix mid-dijametru jew mir-raġġ tal-isfera. Il-valur tal-fluss huwa 4πk darbiet iċ-ċarġ elettriku totali ġewwa l-isfera, jew 1/ε.o darbiet iċ-ċarġ elettriku totali ġewwa l-ballun.
Unità tal-Fluss Elettriku
Il-formula bażika għall-fluss hija Φ = EA, fejn E hija s-saħħa tal-kamp elettriku u A hija l-erja tal-wiċċ. L-unità tal-kamp elettriku hija Newton kull Coulomb (N/C) u l-unità tal-erja tal-wiċċ hija l-metru kwadru (m2) sabiex l-unità tal-fluss tkun Newton metri kwadri għal kull Coulomb (Nm2/Ċ).