Primer električnega fluksa

4 primeri problemov z električnim pretokom

1. Električno polje 8000 N/C pravokotno na kvadratno površino s površino 10 m²Določite električni tok ki poteka skozi kvadratno površino!
Razprava
Znano je, da:
Električno polje (E) = 8000 N/C
Površina (A) = 10 m²
θ = 0^o (linije električnega polja sovpadajo z normalnimi črtami)
Vprašano: Električni pretok (Φ)
Odgovor:

Formula za električni tok:

Φ = EA cos θ
Opis: Φ = električni tok (Nm)²/C), E = električno polje (N/C), A = površina (m2²), θ = kot med linijo električnega polja in normalo (črto, ki je pravokotna na površino).

Velikost električnega pretoka:

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

2. Električno polje z jakostjo 5000 N/C poteka skozi kvadratno površino in tvori kot 60^o glede na normalo. Površina kvadrata je 2 m²Določite električni pretok skozi kvadratno površino!
Razprava
Znano je, da:
Električno polje (E) = 5000 N/C
Površina (A) = 2 m²
θ = 60^o
Vprašano: Električni pretok (Φ)
Odgovor:
Električni tok:
Φ = EA cos θ = (5000)(2)(cos 60) = (5000)(2)(0,5) = 5000 = 5 x 10³ Nm²/C

3. Skozi površino bloka prehaja električno polje z jakostjo 4000 N/C, kot je prikazano na spodnji sliki. Blok je dolg 2 metra, širok 1 meter in visok 1 meter. Določite električni tok, ki prehaja skozi blok!
Razprava
Znano je, da:
Električno polje (E) = 5000 N/C
Površina (A) = 2 m²
Vprašano: Električni pretok (Φ)
Odgovor:

Električni tok skozi blok

Glede na sliko so črte električnega polja, obarvane rdeče, pravokotne na površino bloka, tako da sovpadajo z normalo (tvorijo kot 0 ^° ), medtem ko so druge črte električnega polja vzporedne s površino, tako da so pravokotne na normalo (tvorijo kot 90 ^° ).

Rdeče linije električnega polja vstopajo v blok, vendar se od njega oddaljujejo. Ko se linije električnega polja premaknejo v blok, je, kot da je v bloku negativni naboj, zato je električni pretok negativen. Nasprotno, ko se linije električnega polja oddaljijo od bloka, je, kot da je v bloku pozitivni naboj, zato je električni pretok pozitiven. Linije električnega polja, ki vstopajo v blok, so enake linijam električnega polja, ki izstopajo iz bloka, zato je nastali električni pretok nič.

4. Krogla ima polmer 0,5 metra, v središču krogle pa je električni naboj 10 μC. Določite električni pretok skozi kroglo!
Razprava
Znano je, da:
Polmer krogle (r) = 0,5 metra
Električni naboj (Q) = 10 μC = 10 x 10^-6 C
Vprašano: Električni pretok (Φ)
Odgovor:

Električno polje:

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

Površina krogle:

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

Električni tok:

Linije električnega polja so pravokotne na površino in sovpadajo z normalo, tako da je kot, ki ga tvorijo, enak 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