Fil-materjal dwar il-liġi ta' Coulomb, ġiet studjata l-forza bejn iċ-ċarġijiet elettriċi. Fir-reviżjoni tal -kampi elettriċi, ġiet diskussa forma oħra tal-liġi ta' Coulomb, espressa permezz tal-ekwazzjoni F = q E, fejn F hija l-forza elettrika, q hija ċ-ċarġ elettriku, u E huwa l-kamp elettriku. Jista' jingħad li l-liġi ta' Coulomb hija liġi tal-fiżika li tispjega r-relazzjoni bejn iċ-ċarġ elettriku (q) u l-kamp elettriku (E).
Il-liġi ta' Gauss hija liġi oħra tal-fiżika li tispjega r-relazzjoni bejn iċ-ċarġ elettriku u l-kamp elettriku. Il-liġi ta' Gauss ġiet ifformulata minn Carl Friedrich Gauss (1777–1855), fiżiku teoretiku u matematiku Ġermaniż. Il-kamp elettriku ġġenerat minn ċarġ elettriku wieħed jew aktar jista' jiġi kkalkulat faċilment bl-użu tal-liġi ta' Coulomb, iżda l-kalkolu jsir aktar ikkumplikat jekk ikun qed jiġi determinat il-kamp elettriku prodott minn distribuzzjoni ta' ċarġijiet elettriċi. Il-liġi ta' Gauss tipprovdi mod aktar faċli biex jiġi ddeterminat il-kamp elettriku prodott minn distribuzzjoni ta' ċarġijiet elettriċi. Barra minn hekk, jekk il-kamp elettriku jkun magħruf, il-liġi ta' Gauss tista' tintuża biex tiddetermina d-distribuzzjoni ta' ċarġijiet elettriċi li tipproduċi l-kamp elettriku. Dan li ġej jiddiskuti l-kunċett u l-formula għal-liġi ta' Gauss.
Ikkunsidra ċarġ elettriku pożittiv fiċ-ċentru tal-ballun kif muri fl-immaġni fil-ġenb. Jekk ir-raġġ tal-ballun huwa R allura s-saħħa tal-kamp elettriku prodott miċ-ċarġ tul il-wiċċ tal-ballun hija E = k Q / R2 u l-erja tal-wiċċ tal-isfera hija A = 4 π R2Biex wieħed jivviżwalizza l-kamp elettriku, jitfasslu linji tal-kamp elettriku, iżda l-figura turi biss erbgħa. Peress li l-ċarġ elettriku huwa pożittiv, il-linji tal-kamp elettriku jitfasslu li joħorġu miċ-ċentru tal-isfera fejn tinsab il-ċarġ elettriku, u kull linja tal-kamp elettriku hija perpendikolari għall-wiċċ tal-isfera li tgħaddi minnha. Iktar ma tkun 'il bogħod mill-ċarġ elettriku, iżgħar ikun il-kamp elettriku, għalhekk id-distanza bejn il-linji tal-kamp elettriku tiżdied ukoll.
Il-fluss elettriku li jippenetra l-wiċċ tal-isfera huwa kkalkulat bl-użu tal-formula li ġejja:
Deskrizzjoni: Φ = fluss elettriku, Q = ċarġ elettriku, k = 9 x 10 9 N m 2 /C 2 , ε o (permittività tal-ispazju vojt) = 8,85 x 10 -12 C 2 /N m 2 , π = 3,14. Abbażi ta' din l-ekwazzjoni, huwa konkluż li l-fluss elettriku ( Φ ) li jgħaddi minn wiċċ sferiku huwa proporzjonali għall-ammont ta' ċarġ elettriku (Q) fih u ma jiddependix fuq ir-raġġ tal-isfera (R).
Il-figura fuq il-lemin turi erba' uċuħ magħluqa li fihom ċarġ elettriku Q. L-ewwel wiċċ huwa sferiku filwaqt li l-uċuħ l-oħra għandhom forom irregolari. Iċ-ċarġ elettriku huwa pożittiv u għalhekk il-linji tal-kamp elettriku rappreżentati minn erba' vleġeġ huma mpinġija li joħorġu miċ-ċarġ. L-erba' linji tal-kamp elettriku jgħaddu mill-wiċċ sferiku u l-wiċċ l-ieħor li għandu forma irregolari. Fir-reviżjoni dwar fluss elettriku huwa ddikjarat li Il-fluss elettriku huwa l-linji tal-kamp elettriku li jippenetraw ċerta żona tal-wiċċ.Il-linji tal-kamp elettriku li jippenetraw l-erba' uċuħ kollha huma l-istess sabiex il-fluss elettriku fuq l-erba' uċuħ kollha jkollu l-istess valur. Il-fluss elettriku li jippenetra wiċċ sferiku huwa ugwali għal Φ = Q/εo , sabiex il-fluss elettriku li jippenetra uċuħ oħra li għandhom forom irregolari jkollu wkoll l-istess valur, jiġifieri Φ = Q/εoAbbażi ta' din l-ispjegazzjoni, jista' jiġi konkluż li l-fluss elettriku li jippenetra wiċċ magħluq li fih ċarġ elettriku ma jiddependix fuq il-forma tal-wiċċ u l-kobor tiegħu huwa Φ = 4 π k Q = Q/εo.
Il-figura fuq il-lemin turi żewġ ċirġiet elettriċi ġewwa wiċċ magħluq. Iċ-ċarġ Q1 u Q2 pożittiv sabiex jekk ikun muri, kull ċarġ ikollu linja tal-kamp elettriku li tippenetra minn ġewwa l-wiċċ. Il-fluss elettriku totali huwa n-numru totali ta' linji tal-kamp elettriku li jippenetraw minn wiċċ magħluq. Minħabba li l-linji tal-kamp elettriku ta' ċarġ Q1 ekwivalenti għal fluss elettriku ta' Φ = Q1/εo u l-linji tal-kamp elettriku ta' ċarġ Q2 ekwivalenti għal fluss elettriku ta' Φ = Q2/εo allura n-numru totali ta' linji tal-kamp elettriku huwa ugwali għal Q1/εo +Q2/εo = 1/εo (Q1 +Q2).
Abbażi ta' din l-ispjegazzjoni, jista' jiġi konkluż li l-fluss elettriku totali huwa 1/ε o darbiet iċ-ċarġ elettriku totali fil-wiċċ magħluq. Din id-dikjarazzjoni hija l-liġi ta' Gauss. Matematikament:
Φ total = 1/ε o (Q total ) ———- ekwazzjoni tal-liġi ta' Gauss
Q total huwa l-ammont totali ta' ċarġ elettriku f'wiċċ magħluq. Jekk ikun hemm ċarġ elettriku barra l-wiċċ magħluq, allura ċ-ċarġ ma jitqiesx għaliex il-fluss elettriku li jipproduċi huwa żero. Il-fluss elettriku huwa żero għaliex il-linji tal-kamp elettriku li joriġinaw miċ-ċarġ jippenetraw fil-wiċċ magħluq u mbagħad joħorġu mill-ġdid sabiex il-fluss li jirriżulta jkun żero. Il-wiċċ magħluq fil-liġi ta' Gauss huwa wiċċ immaġinarju ppreżentat biex jiġi kkalkulat il-fluss elettriku ġġenerat minn ċarġijiet elettriċi. Fi kliem ieħor, iċ-ċarġijiet elettriċi m'għandhomx għalfejn ikunu ġewwa wiċċ magħluq reali. Il-liġi ta' Gauss tista' tintuża biex tiddetermina l-kamp elettriku jekk id-distribuzzjoni taċ-ċarġijiet elettriċi tkun magħrufa jew tista' tintuża wkoll biex tiddetermina d-distribuzzjoni taċ-ċarġijiet elettriċi jekk il-kamp elettriku jkun magħruf. L-użu tal-liġi ta' Gauss biex issolvi diversi problemi huwa spjegat fl-artiklu intitolat id-determinazzjoni tal-kamp elettriku bl-użu tal-liġi ta' Gauss.
