Elektrické pole

Tiež sa učte Diskusia o otázkach týkajúcich sa elektrického poľa dan Príklady otázok o elektrickom poli

Pre uľahčenie pochopenia elektrickej sily, ktorá môže pôsobiť na diaľku, bol zavedený koncept poľa. Koncept elektrického poľa vyvinul britský vedec Michael Faraday (1791 – 1867).

Pengertian

Predpokladajme, že sklenená tyčinka je spočiatku elektricky neutrálna. Po trení handričkou sa sklenená tyčinka elektricky nabije. Keď sklenená tyčinka... elektrický nábojZároveň sa okolo sklenenej tyčinky objaví pole. Ak sa sklenená tyčinka stane neutrálnou, pole z priestoru zmizne. Existencia poľa je teda neoddeliteľná od prítomnosti elektrického náboja. Elektrické pole nie je typ látky ako vzduch alebo typ vlny ako elektromagnetické vlny, ale skôr niečo, čo je generované elektrickým nábojom a ovplyvňuje priestor okolo neho, kde jeho vplyv pociťujú iba iné elektrické náboje.

Na overenie existencie poľa v priestore sa predpokladá, že takéto pole existuje. skúšobné zaťaženie v tomto priestore. Testovací náboj je náboj (Q), ktorý je taký malý, že vytvára veľmi malé pole, a preto ho možno ignorovať. Testovací náboj však môže pociťovať vplyv poľa generovaného inými elektrickými nábojmi. Testovací náboj je prítomný len na overenie existencie elektrického poľa. Ak nejaké existuje, testovací náboj určite zažije vplyv vo forme elektrická sila naopak, ak tam nie je, testovací náboj sa neprejaví elektrická sila.

Pozrite sa na obrázok na boku.
Na obrázku 1 je náboj +q₁ a náboj +q₂ vytvára elektrické pole v okolitom priestore. Keď sa umiestni testovací náboj +q_o v bode v priestore, testovací náboj +q_o pôsobí elektrická sila. F₁ je elektrická sila vyvíjaná nábojom +q₁ pri testovacom náboji +q_o a F.₂ je elektrická sila vyvíjaná nábojom +q₂ pri testovacom náboji +q_oNa obrázku 2, keď sa testovací náboj odstráni, pole zostáva a od tohto bodu nezmizne. E₁ je pole vytvorené elektrickým nábojom +q₁ a E₂ je pole vytvorené elektrickým nábojom +q₂.

Intenzita poľa

Elektrické pole je vektorová veličina, ktorá má veľkosť aj smer. Intenzita elektrického poľa v bode je definovaná ako elektrická sila pôsobiaca elektrickým nábojom na kladný testovací náboj umiestnený v tomto bode, delená veľkosťou testovacieho náboja.
Informácie:
E = intenzita poľa
F = elektrická sila
q = veľkosť testovacieho náboja
Informácie:
Q = elektrický náboj
r = vzdialenosť medzi elektrickým nábojom a testovacím nábojom
(čítaj: epsilón nula) = permitivita prázdneho priestoru = 8,854 x 10^-12 C²/Nm²
k = Coulombova konštanta = 9 x 10⁹ nm²/C²

Jednotkou elektrickej sily je Newton a jednotkou elektrického náboja je Coulomb, takže jednotka poľa je Newton/Coulomb, skrátene N/C.

Arah

 
Pozrite sa na obrázok na boku
On Obrázok 1aKladný elektrický náboj (+Q) pôsobí elektrickou silou na kladný testovací náboj (+q), pričom smer elektrickej sily (F) je od náboja +Q.
On Obrázok 1b, keď sa testovací náboj odstráni, v tomto bode vznikne pole (E), ktorého smer je odklonený od elektrického náboja Q.
On Obrázok 2aZáporný elektrický náboj (-Q) pôsobí elektrickou silou na kladný testovací náboj (+q), pričom smer elektrickej sily (F) sa blíži k náboju -Q.
On Obrázok 2b, keď sa testovací náboj odstráni, v tomto bode vznikne pole (E), ktorého smer je blízky elektrickému náboju -Q.
Na základe vyššie uvedeného obrázku a vysvetlenia možno usudzovať, že smer poľa je od kladného elektrického náboja smerom k zápornému elektrickému náboju.

Príklad problémov

1. Bod A sa nachádza v elektrickom poli. Intenzita elektrického poľa v bode A je 0,4 N/C. Ak sa do bodu A umiestni predmet s nábojom 0,2 C, pôsobí naň Coulombova sila...
A. 0,2 N
B. 0,4 N
C. 0,6 N
D. 0,7 N
V. 0,8 N
Diskusia:
Je známe :
E = 0,4 N/C
q = 0,2 °C
Opýtal sa :
Elektrická sila?
Džavab :
F = q E = (0,2 °C)(4 N/C) = 0,8 N
Správna odpoveď je E.

2. Nabitý bod q sa nachádza v bode A v elektrickom poli generovanom nábojom (+) tak, že naň pôsobí sila 0,1 N v smere k náboju q. Ak je intenzita poľa v bode A 0,02 N/C, potom veľkosť a typ náboja q sú...
A. 5,0 °C, pozitívny
B. 5,0 °C, negatívny
C. 4,0 °C, pozitívny
D. 2,5 °C, negatívny
E. 2,5 °C, pozitívny
Diskusia:
Je známe :
F = 0,1 N
E = 0,02 N/C
Opýtal sa :
Aká je veľkosť a smer náboja q?
Džavab :
Veľkosť náboja q:
F = q E
q = F/E = 0,1 N: 0,02 N/C = 5 °C
Typ náboja q:
Smer Coulombovej sily je smerom k náboju q, takže náboj q musí mať kladnú hodnotu.