Artiklu dwar il-Kamp Elettriku
Dwar is-suġġett tal-iċċarġjar elettriku, tgħallimna li l-istess kariġi jwarrbu lil xulxin, filwaqt li kariġi differenti jattiraw lil xulxin. Jekk oġġett iċċarġjat b'mod pożittiv jinġieb qrib oġġett iċċarġjat b'mod negattiv, iż-żewġ oġġetti jiġbdu lejn xulxin sabiex jiċċaqalqu lejn xulxin. Bil-maqlub, jekk oġġett iċċarġjat b'mod pożittiv jinġieb qrib oġġett iċċarġjat b'mod pożittiv, allura ż-żewġ oġġetti jwarrbu lil xulxin sabiex jiċċaqalqu 'l bogħod minn xulxin. Kif studjat dwar is-suġġett tal-liġi ta' Coulomb, oġġetti ċċarġjati bl-elettriku jistgħu jaċċelleraw oġġetti oħra ċċarġjati bl-elettriku għaliex hemm forza elettrika li taġixxi bejn dawn l-oġġetti ċċarġjati bl-elettriku. Il-forza elettrika li hija eżerċitata minn oġġett iċċarġjat bl-elettriku fuq oġġetti oħra ċċarġjati bl-elettriku hija eżempju wieħed ta' forza li tista' taġixxi mingħajr kuntatt. Eżempju ieħor tal-forza li tista' taġixxi mill- bogħod hija l- forza tal-gravità . Il-forza gravitazzjonali hija eżerċitata minn oġġett tal-massa fuq oġġetti oħra tal-massa.
Il-forza tal-frizzjoni , il-forza tal-ispinta, il-forza normali huma eżempji ta’ forzi li huma faċli biex tifhimhom għaliex dawn il-forzi jaħdmu meta jseħħ kuntatt. Għall-kuntrarju, il-forza elettrika hija eżempju ta’ forza li hija diffiċli biex tifhimha għaliex din il-forza tista’ taħdem minn ċerta distanza mingħajr kuntatt. Biex tifhem il-forza elettrika li tista’ taġixxi minn ċerta distanza, jidher il-kunċett ta’ kamp elettriku. Il-kunċett tal-kamp elettriku ġie żviluppat mix-xjenzat Brittaniku Michael Faraday (1791-1867).
Definizzjoni tal-kamp elettriku (E)
Ejja ngħidu li ħġieġ inizjalment kien elettrikament newtrali. Wara li jingħorok b'ċarruta, il-virga tal-ħġieġ tiġi ċċarġjata elettrikament. Meta l-virga tal-ħġieġ tiġi ċċarġjata elettrikament, fl-istess ħin, jidher kamp elettriku madwar il-ħġieġ. Jekk il-ħġieġ isir newtrali, fl-istess ħin il-kamp elettriku jisparixxi. Għalhekk, l-eżistenza ta' E ma tistax tiġi separata mill-preżenza ta' ċarġ elettriku. L-E mhijiex tip ta' sustanza bħall-arja u lanqas tip ta' mewġa, bħall-mewġ elettromanjetiku. E hija xi ħaġa kkawżata minn ċarġ elettriku u taffettwa l-ispazju madwar ċarġ elettriku, fejn ċarġijiet elettriċi oħra jħossu biss l-influwenza ta' E.
Biex jiġi ttestjat jekk hemmx E f'kamra, huwa preżunt li hemm ċarġ tat-test f'dak l-ispazju. Iċ-ċarġ tat-test huwa ċarġ minimu (Q) sabiex iċ-ċarġ jipproduċi kamp elettriku li huwa żgħir ħafna, u għalhekk jista' jiġi injorat. Madankollu, iċ-ċarġ tat-test jista' jħoss l-influwenza tal-kamp elettriku ġġenerat minn ċarġijiet elettriċi oħra. Iċ-ċarġ tat-test huwa ppreżentat biss biex jiġi investigat jekk hemmx E. Jekk hemm E fl-ispazju,
Iċ-ċarġ tat-test irid jesperjenza l-forza elettrika, filwaqt li jekk ma jkunx hemm E, iċ-ċarġ tat-test ma jesperjenzax il-forza elettrika.
Ħares lejn il-figura fuq il-ġenb.
Fil-figura 1, iċ-ċarġ +q1 u ċ-ċarġ +q2 jipproduċu E fl-ispazju tal-madwar. Meta ċ-ċarġ tat-test +q0 jitqiegħed f'punt fl-ispazju, iċ-ċarġ tat-test +q0 jesperjenza l-forza elettrika. F1 hija l-forza elettrika li tiġi eżerċitata miċ-ċarġ +q1 fuq iċ-ċarġ tat-test +q0 , u F2 hija l-forza elettrika eżerċitata miċ-ċarġ +q2 fuq iċ-ċarġ tat-test +q0 . Fil-Figura 2, meta ċ-ċarġ tat-test jitneħħa, l-E tibqa' u ma tisparixxix minn dak il-punt. E1 huwa kamp elettriku prodott minn ċarġ elettriku +q1 , u E2 hija E prodotta minn ċarġ elettriku + q2.
Il-kobor tal-kamp elettriku
L-E hija kwantità vettorjali, fejn il-kamp elettriku għandu kobor u direzzjoni. Il-kobor ta' E ġeneralment jissejjaħ saħħa ta' E. Is-saħħa ta' E f'punt hija definita bħala l-forza tal-elettriku eżerċitata minn ċarġ elettriku fuq ċarġ tat-test pożittiv imqiegħed f'dak il-punt, diviża bid-daqs taċ-ċarġ tat-test.
E = saħħa tal-kamp elettriku
F = forza elettrika
q = ċarġ tat-test
L-unità tal-forza elettrika hija Newton, u l-unità tal-ċarġ elettriku hija Coulomb, għalhekk l-unità tal-E hija Newton / Coulomb, imqassra bħala N/C.
Id-direzzjoni tal-kamp elettriku
Fil-Figura 1a, ċarġ elettriku pożittiv (+Q) jeżerċita l-forza elettrika fuq iċ-ċarġ tat-test pożittiv (+q), fejn id-direzzjoni tal-forza elettrika (F) hija 'l bogħod miċ-ċarġ ta' +Q.
Fil-Figura 1b, meta l-ċarġ tat-test jitneħħa, f'dan il-punt ikun hemm kamp elettriku (E) li d-direzzjoni tiegħu hija 'l bogħod mill-ċarġ elettriku Q.
Fil-Figura 2a, ċarġ elettriku negattiv (-Q) jeżerċita l-forza elettrika f'ċarġ tat-test pożittiv (+q), fejn id-direzzjoni tal-forza elettrika (F) toqrob lejn iċ-ċarġ -Q.
Fil-Figura 2b, meta l-ċarġ tat-test jitneħħa, f'dan il-punt ikun hemm kamp elettriku (E) li d-direzzjoni tiegħu hija qrib iċ-ċarġ elettriku -Q.
Abbażi tal-figura u l-ispjegazzjoni ta' hawn fuq, jista' jiġi konkluż li d-direzzjoni tal-kamp elettriku hija 'l bogħod mill-ċarġ elettriku pożittiv u toqrob lejn iċ-ċarġ elettriku negattiv.
Linji tal-kamp elettriku
L-E hija ġġenerata minn ċarġ elettriku u taffettwa l-ispazju madwar iċ-ċarġ elettriku, fejn l-influwenza tal-E tinħass biss minn ċarġ elettriku ieħor. Meta ċarġ elettriku ieħor ikun fl-E ġġenerata minn ċarġ elettriku, ċarġ elettriku ieħor iħoss l-influwenza ta' forza elettrika.
Il-fehim tal-kamp elettriku t'hawn fuq, kif deskritt fl-artiklu dwar l-E, jista' jiġi realizzat bil-moħħ iżda jista' jiġi immaġinat biss fil-moħħ. Biex wieħed jivviżwalizza E, jiġu ppreżentati linji tal-kamp elettriku. Il-linji tal-kamp elettriku huma sett ta' linji miġbuda madwar ċarġ elettriku biex jindikaw l-eżistenza ta' kamp elettriku. Minħabba li għandu l-għan li juri l-preżenza ta' E, hemm konnessjoni bejn dawn il-linji ma' E. Fi kliem ieħor, il-kobor u d-direzzjoni tal-E jistgħu jiġu spjegati billi jitpinġew linji tal-kamp elettriku.
Din li ġejja hija r-relazzjoni bejn id-direzzjoni u s-saħħa tal-kamp elettriku mal-linji tal-kamp elettriku:
L-ewwel, id-direzzjoni tal-E titbiegħed mill-ċarġ pożittiv u tersaq lejn iċ-ċarġ negattiv. Għalhekk, id-direzzjoni tal-linji tal-kamp elettriku hija wkoll 'il bogħod mill-ċarġ pożittiv u tersaq lejn iċ-ċarġ negattiv.
Jekk iċ-ċarġ pożittiv ikun biswit iċ-ċarġ negattiv, il-linji tal-kamp elettriku jinġibdu 'l barra miċ-ċarġ pożittiv għall-ċarġ negattiv. Bil-maqlub, jekk ċarġ pożittiv ikun biswit ċarġ pożittiv, il-linji tal-kamp elettriku jinġibdu 'l barra minn kull ċarġ pożittiv u 'l bogħod minn xulxin.
It-tieni, is-saħħa tal-kamp elettriku hija rappreżentata mid-distanza bejn il-linji tal-kamp elettriku. Iktar ma tkun qrib id-distanza bejn il-linji tal-kamp elettriku, iktar tkun għolja s-saħħa tal-kamp elettriku u iktar ma tkun 'il bogħod id-distanza bejn il-linji tal-kamp elettriku, iżgħar tkun is-saħħa tal-kamp elettriku.
Għaliex, iktar ma tkun qrib id-distanza bejn il-linji, iktar tkun għolja s-saħħa tal-kamp elettriku? Biex tifhem dan, ħares lejn l-ispjegazzjoni li ġejja. Ejja ngħidu li hemm ċarġ pożittiv fiċ-ċentru tal-isfera u l-linji tal-kamp elettriku mifruxa f'diversi direzzjonijiet fil-wiċċ tal-isfera. Jekk in-numru ta' linji tal-kamp elettriku huwa N u l-erja tal-wiċċ tal-isfera hija 4πr2 , allura n-numru ta' linji għal kull unità ta' erja jew id-densità tal-linji hija N / 4πr2 . Abbażi ta' din il-formula, għall-istess N, jekk r tiċkien, id-distanza bejn il-linji tersaq eqreb u jekk r issir aktar sinifikanti d-distanza bejn il-linji titbiegħed.
Il-formula tas-saħħa tal-kamp elettriku E = kq / r² turi wkoll li s-saħħa tal-kamp elettriku hija inversament proporzjonali għall-kwadru tad-distanza. Jekk r hija iżgħar, allura s-saħħa tal-kamp elettriku ssir aktar prominenti, u jekk r issir aktar prominenti, allura s-saħħa tal-kamp elettriku tiċkien.
Abbażi tar-reviżjoni ta' hawn fuq, jista' jiġi konkluż li jekk r qed tiċkien (tersaq eqreb lejn iċ-ċarġ) is-saħħa tal-kamp elettriku qed tikber u d-distanza bejn il-linji qed tersaq eqreb ukoll. Bil-maqlub, jekk r issir aktar prominenti (iktar ma tkun 'il bogħod miċ-ċarġ), is-saħħa tal-kamp elettriku tiċkien u d-distanza bejn il-linji wkoll titbiegħed.
It-tielet, in-numru ta' linji E huwa proporzjonali għas-saħħa tal-kamp elettriku. Iktar ma jkun hemm linji tal-kamp elettriku, iktar tkun għolja s-saħħa tal-kamp elettriku. Iktar ma jkun hemm inqas linji tal-kamp elettriku, iżgħar tkun is-saħħa tal-kamp elettriku.
