Fusha elektrike

Mëso gjithashtu Diskutim mbi Pyetjet e Fushës Elektrike bovë Shembuj Pyetjesh për Fushën Elektrike

Për të lehtësuar kuptimin e forcës elektrike që mund të veprojë në distancë, u prezantua koncepti i një fushe. Koncepti i një fushe elektrike u zhvillua nga shkencëtari britanik Michael Faraday (1791–1867).

Kuptimi

Supozojmë se një shufër qelqi është fillimisht elektrikisht neutrale. Pasi fërkohet me një leckë, shufra e qelqit ngarkohet elektrikisht. Kur shufra e qelqit ka ngarkesë elektrike, në të njëjtën kohë shfaqet një fushë rreth shufrës së qelqit. Nëse shufra e qelqit bëhet neutrale, fusha zhduket nga hapësira. Pra, ekzistenca e një fushe është e pandashme nga prania e një ngarkese elektrike. Një fushë elektrike nuk është një lloj substance si ajri ose një lloj vale si valët elektromagnetike, por diçka e gjeneruar nga një ngarkesë elektrike dhe që ndikon në hapësirën rreth ngarkesës elektrike, ku ndikimi i saj ndihet vetëm nga ngarkesat e tjera elektrike.

Për të testuar nëse ka një fushë në një hapësirë, supozohet se ekziston një e tillë. ngarkesë testimi në atë hapësirë. Ngarkesa e provës është një ngarkesë (Q) që është aq shumë e vogël sa prodhon një fushë shumë të vogël dhe për këtë arsye mund të injorohet. Megjithatë, ngarkesa e provës mund të ndiejë ndikimin e fushës së gjeneruar nga ngarkesa të tjera elektrike. Ngarkesa e provës është e pranishme vetëm për të hetuar nëse ekziston një fushë elektrike. Nëse ka një të tillë, ngarkesa e provës do të përjetojë patjetër një ndikim në formën e forcë elektrike anasjelltas, nëse nuk është aty, ngarkesa e provës nuk do të përjetohet forcë elektrike.

Shikoni foton në anë.
Në figurën 1, ngarkesa +q₁ dhe ngarkesa +q₂ prodhon një fushë elektrike në hapësirën përreth. Kur vendoset një ngarkesë prove +q_o në një pikë në hapësirë, ngarkesa e provës +q_o duke përjetuar forcë elektrike. F₁ është forca elektrike e ushtruar nga ngarkesa +q₁ në ngarkesën e provës +q_o dhe F₂ është forca elektrike e ushtruar nga ngarkesa +q₂ në ngarkesën e provës +q_oNë figurën 2, kur ngarkesa e provës hiqet, fusha mbetet dhe nuk zhduket nga ajo pikë. E₁ është fusha e prodhuar nga një ngarkesë elektrike +q₁ dhe E₂ është fusha e prodhuar nga një ngarkesë elektrike +q₂.

Fuqia e fushës

Një fushë elektrike është një madhësi vektoriale, që ka si madhësi ashtu edhe drejtim. Forca e fushës elektrike në një pikë përcaktohet si forca elektrike e ushtruar nga një ngarkesë elektrike mbi një ngarkesë pozitive prove të vendosur në atë pikë, e pjesëtuar me madhësinë e ngarkesës së provës.
Informacion:
E = intensiteti i fushës
F = forcë elektrike
q = madhësia e ngarkesës së provës
Informacion:
Q = ngarkesë elektrike
r = distanca midis ngarkesës elektrike dhe ngarkesës së provës
(lexo: epsilon zero) = permitiviteti i hapësirës boshe = 8,854 x 10^-12 C²/Nm²
k = konstantja e Kulombit = 9 x 10⁹ Nm²/C²

Njësia e forcës elektrike është Njutoni dhe njësia e ngarkesës elektrike është Kulombi, pra njësia e fushës është Njutoni/Kulombi, shkurt N/C.

Arah

 
Shikoni foton në anë
Në Figura 1a, një ngarkesë elektrike pozitive (+Q) ushtron një forcë elektrike mbi një ngarkesë prove pozitive (+q), ku drejtimi i forcës elektrike (F) është larg ngarkesës +Q.
Në Figura 1b, kur ngarkesa e provës hiqet, në atë pikë ekziston një fushë (E) drejtimi i së cilës është larg ngarkesës elektrike Q.
Në Figura 2a, një ngarkesë elektrike negative (-Q) ushtron një forcë elektrike mbi një ngarkesë pozitive prove (+q), ku drejtimi i forcës elektrike (F) i afrohet ngarkesës -Q.
Në Figura 2b, kur ngarkesa e provës hiqet, në atë pikë ekziston një fushë (E) drejtimi i së cilës është afër ngarkesës elektrike -Q.
Bazuar në imazhin dhe shpjegimin e mësipërm, mund të konkludohet se drejtimi i fushës është larg ngarkesës elektrike pozitive dhe drejt ngarkesës elektrike negative.

Shembull problemesh

1. Pika A ndodhet në një fushë elektrike. Intensiteti i fushës elektrike në pikën A është 0,4 N/C. Nëse një objekt me një ngarkesë prej 0,2 C vendoset në pikën A, një forcë Kulombi prej...
A. 0,2 N
B. 0,4 N
C. 0,6 N
D. 0,7 N
E. 0,8 N
Diskutim:
Dihet :
E = 0,4 N/C
q = 0,2 C
Pyeti :
Forcë elektrike?
Xhevab :
F = q E = (0,2 C)(4 N/C) = 0,8 N
Përgjigja e saktë është E.

2. Një pikë e ngarkuar q është në pikën A në fushën elektrike të gjeneruar nga ngarkesa (+) në mënyrë që të përjetojë një forcë prej 0,1 N në drejtimin drejt ngarkesës q. Nëse intensiteti i fushës në pikën A është 0,02 N/C, atëherë madhësia dhe lloji i ngarkesës q janë...
A. 5,0 C, pozitiv
B. 5,0 C, negativ
C. 4,0 C, pozitiv
D. 2,5 C, negativ
E. 2,5 C, pozitiv
Diskutim:
Dihet :
F = 0,1 N
E = 0,02 N/C
Pyeti :
Cila është madhësia dhe drejtimi i ngarkesës q?
Xhevab :
Madhësia e ngarkesës q:
F = q E
q = F / E = 0,1 N : 0,02 N/C = 5C
Lloji i ngarkesës q:
Drejtimi i forcës së Kulonit është drejt ngarkesës q, kështu që ngarkesa q duhet të ketë një vlerë pozitive.