Exemplu de flux electric

4 exemple de probleme de flux electric

1. Câmp electric de 8000 N/C perpendicular pe o suprafață pătrată cu o suprafață de 10 m²². Determinați flux electric care trece prin suprafața pătrată!
Pembahasan
Se știe că:
Câmp electric (E) = 8000 N/C
Suprafață (A) = 10 m²²
θ = 0^o (liniile câmpului electric coincid cu liniile normale)
Întrebat: Flux electric (Φ)
Jawab:

Formula fluxului electric:

Φ = EA cos θ
Descriere: Φ = flux electric (Nm)²/C), E = câmp electric (N/C), A = aria suprafeței (m²)²), θ = unghiul dintre linia câmpului electric și normala (linia perpendiculară pe suprafață).

Magnitudinea fluxului electric:

Φ = EA cos θ = (8000)(10)(cos 0) = (8000)(10)(1) = 80.000 = 8 x 10 ⁴ Nm ² /C

2. Un câmp electric de 5000 N/C trece printr-o suprafață pătrată și formează un unghi de 60°^o față de linia normală. Suprafața pătratului este de 2 m²Determinați fluxul electric prin suprafața pătrată!
Pembahasan
Se știe că:
Câmp electric (E) = 5000 N/C
Suprafață (A) = 2 m²²
θ = 60^o
Întrebat: Flux electric (Φ)
Jawab:
Flux electric:
Φ = EA cos θ = (5000)(2)(cos 60) = (5000)(2)(0,5) = 5000 = 5 x 10³ Nm²/C

3. Un câmp electric de 4000 N/C trece prin suprafața unui bloc, așa cum se arată în figura de mai jos. Blocul are 2 metri lungime, 1 metru lățime și 1 metru înălțime. Determinați fluxul electric care trece prin bloc!
Pembahasan
Se știe că:
Câmp electric (E) = 5000 N/C
Suprafață (A) = 2 m²²
Întrebat: Flux electric (Φ)
Jawab:

Fluxul electric prin bloc

Conform imaginii, liniile câmpului electric colorate în roșu sunt perpendiculare pe suprafața blocului, astfel încât coincid cu normala (formând un unghi de 0 ^° ), în timp ce celelalte linii ale câmpului electric sunt paralele cu suprafața, astfel încât sunt perpendiculare pe normală (formând un unghi de 90 ^° ).

Liniile roșii ale câmpului electric intră în bloc, dar se deplasează spre exteriorul acestuia. Când liniile câmpului electric se deplasează în interiorul blocului, este ca și cum ar exista o sarcină negativă în interiorul blocului, deci fluxul electric este negativ. Invers, când liniile câmpului electric se deplasează spre exteriorul blocului, este ca și cum ar exista o sarcină pozitivă în interiorul blocului, deci fluxul electric este pozitiv. Liniile câmpului electric care intră în bloc sunt aceleași cu liniile câmpului electric care ies din acesta, deci fluxul electric rezultat este zero.

4. O bilă are o rază de 0,5 metri, iar în centrul bilei există o sarcină electrică de 10 μC. Determinați fluxul electric prin bilă!
Pembahasan
Se știe că:
Raza bilei (r) = 0,5 metri
Sarcină electrică (Q) = 10 μC = 10 x 10^-6 C
Întrebat: Flux electric (Φ)
Jawab:

Câmp electric:

E = kq/r²
E = (9 x 10⁹ Nm²/C²)(10 x 10^-6 C) / 0,5²
E = (90 x 10³) / 0,25
E = 360 x 10³
E = 3,60 x 10⁵ N / C

Suprafața sferei:

A = 4 π r ² = 4 (3,14)(0,5) ² = (12,56)(0,25) = 3,14 m ²

Flux electric:

Liniile câmpului electric sunt perpendiculare pe suprafață și coincid cu normala, astfel încât unghiul format este 0^o.
Φ = EA cos θ
Φ = (3,60 x 10⁵)(3,14)(cos 0)
Φ = (11,304 x 10⁵) (1)
Φ = 11,304 x 10⁵
Φ = 1,13 x 10⁶ Nm²/C