Pagkilos ng Elektrisidad

Sa paksang Electric Field , tinalakay natin ang kahulugan at pormula ng electric field na maaaring gamitin upang kalkulahin ang lakas ng electric field na nalilikha ng isang electric charge, ilang electric charge, o sa pamamagitan ng distribusyon ng mga electric charge. Ang pagkalkula ng lakas ng electric field na nalilikha ng isang electric charge o dalawang electric charge ay madaling malutas gamit ang formula ng lakas ng electric field. Kung ang kinakalkula ay ang lakas ng electric field na nalilikha ng distribusyon ng electric charge, ang pagkalkula ay mas kumplikado kung gagamitin ang formula ng lakas ng electric field ngunit mas madali kung gagamitin ang batas ni Gauss . Bago pag-aralan nang malalim ang batas ni Gauss, unawain muna ang electric flux dahil ang konsepto ng electric flux ay ginagamit sa batas ni Gauss.

Pag-unawa sa Electric Flux

Ang salitang flux ay nagmula sa salitang Latin na fluere , na nangangahulugang dumaloy. Sa literal, ang electric flux ay maaaring tukuyin bilang daloy ng isang electric field. Ang salitang flow dito ay hindi nagpapahiwatig ng isang electric field na dumadaloy tulad ng umaagos na tubig, kundi inilalarawan ang pagkakaroon ng isang electric field na nakaturo sa isang tiyak na direksyon. Sa paksang Electric Field Lines, ipinaliwanag na ang mga electric field ay nakikita o inilalarawan gamit ang mga linya ng electric field, samakatuwid ang flux ay inilalarawan din bilang mga linya ng electric field. Kaya ang flux ay ang mga linya ng electric field na dumadaan sa isang tiyak na surface area, gaya ng ipinakita sa larawan sa ibaba.

Pormula 

Sa matematika, ang electric flux ay produkto ng electric field (E), surface area (A) at cosine ng anggulo sa pagitan ng Electric Flux 1mga linya ng electric field na may mga normal na linya na patayo sa ibabaw.

Φ = EA cos θ …………………. (Ekwasyon 1)

Kung ang mga linya ng electric field ay patayo sa surface area na kanilang dinadaanan gaya ng nasa larawan, ang anggulo sa pagitan ng mga linya ng electric field at ng normal na linya ay 0.o, kung saan ang cos 0o = 1. Kaya ang pormula Electric Flux 2binago sa:

Φ = EA cos 0o = EA (1)
Φ = EA …………………. (Ekwasyon 2)

Batay sa pormula ng flux sa itaas, maraming bagay ang maaaring konklusyon. Una , ang flux ay nasa pinakamataas na halaga nito kapag ang linya ng electric field ay patayo sa surface area dahil sa kondisyong iyon ang anggulo sa pagitan ng linya ng electric field at ng normal na linya ay 0 °C , kung saan ang cosine value na 0 °C ay 1. Pangalawa , ang flux ay nasa pinakamababang halaga nito kapag ang linya ng electric field ay parallel sa surface area dahil sa kondisyong iyon ang anggulo sa pagitan ng linya ng electric field at ng normal na linya ay 90° C , kung saan ang cosine value na 90 °C ay 0. Pangatlo , ang flux ay nakadepende sa electric field (E) at surface area (A). Bilang karagdagan sa rectangular surface area tulad ng sa halimbawa sa itaas, ang surface area ay maaari ding maging spherical at iba pa.

Natatakpang Ibabaw

Ang electric flux na inilarawan dati ay gumamit ng halimbawa ng isang bukas na ibabaw (isang parisukat o parihabang lawak ng ibabaw). Paano naman ang flux sa isang saradong ibabaw tulad ng isang kubo, bloke, o sphere? Ipagpalagay na may mga linya ng electric field na dumadaan sa bloke, tulad ng nasa larawan sa ibaba.
Ang mga linya ng electric field na kulay asul ay tumutugma sa itaas at ibabang bahagi ng beam upang bumuo ng anggulong 90°o kasama ang mga normal na linya ng itaas at ibabang mga ibabaw. Kaya ang daloy sa itaas at ibabang mga ibabaw ng sinag ay Φ = EA cos 90o = EA (0) = 0.

Electric Flux 3Ang mga linya ng electric field na kulay dilaw ay tumutugma sa kanan at kaliwang bahagi ng beam kaya bumubuo ang mga ito ng anggulong 90°o na may mga normal na linya ng kaliwa at kanang bahagi ng ibabaw. Kaya ang daloy sa kanan at kaliwang bahagi ng ibabaw ng bloke ay Φ = EA cos 90o = EA (0) = 0.
Ang mga linya ng electric field na kulay pula ay patayo sa harap at likurang mga ibabaw ng bloke, na bumubuo ng anggulong 0o kasama ang mga normal na linya ng harap at likurang mga ibabaw. Kaya ang flux ay Φ = EA cos 0o = EA (1) = EA.

Sa larawan sa itaas, makikita ang mga pulang linya ng electric field na gumagalaw papasok sa bloke at pagkatapos ay lumalabas sa bloke. Kapag ang mga linya ng electric field ay gumagalaw papasok sa bloke na parang may negatibong karga sa bloke, negatibo ang flux. Sa kabaligtaran, kapag ang mga linya ng electric field ay gumagalaw palabas ng bloke na parang may positibong karga sa bloke, positibo ang electric flux. Sa kwalitatibo o walang kalkulasyon, kung ang bilang ng mga linya ng electric field na pumapasok sa bloke ay kapareho ng bilang ng mga linya ng electric field na umaalis sa bloke, ang resultant flux ay zero. Sa kwantitatibo o gamit ang mga kalkulasyon, ang resultant electric flux na dumadaan sa bloke ay kinakalkula tulad ng sumusunod: papasok na flux = Φ 1 = – EA cos 0 o = – EA (1) = -EA at papalabas na flux = Φ 2 = + EA cos 0 o = + EA (1) = +E A. Ang kabuuang flux ay Φ = -Φ 1 + Φ 2 = -EA + EA = 0.

Batay sa mga kalkulasyon sa itaas, napagpasyahan na ang kabuuang daloy na dumadaan sa bloke, gaya ng ipinapakita sa pigura sa itaas, ay sero. Masasabing ang kabuuang daloy ay sero dahil walang karga ng kuryente sa loob ng bloke. Samakatuwid, kung walang karga ng kuryente sa loob ng isang saradong ibabaw tulad ng isang bloke, kubo, sphere, o iba pang bagay, ang kabuuang daloy ay sero. Paano kung mayroong karga ng kuryente sa loob ng saradong ibabaw?

Ipagpalagay na mayroong kargadong elektrikal sa gitna ng globo gaya ng ipinapakita sa pigura sa kanan. Ang apat na linya ng electric field na inilalarawan ay kumakatawan sa iba pang mga linya ng electric field na gumagalaw palabas mula sa gitna ng globo patayo sa ibabaw ng globo. Ang bawat linya ay patayo sa ibabaw ng globo na dinadaanan nito, na bumubuo ng anggulo na 0 ° kung saan ang normal na linya ay patayo sa ibabaw ng globo.

Kuryenteng pagkilos ng bagay sa globo:

Ang pormula para sa lakas ng electric field ay E = k Q / r 2 at ang pormula para sa surface area ng isang sphere ay A = 4 π r 2 upang ang flux formula ay magbago sa:

Electric Flux 5

Kung ang karga sa gitna ng sphere ay +2Q, ang flux sa sphere ay

Electric Flux 6

Batay sa pormula sa itaas, napagpasyahan na kung mayroong karga ng kuryente sa loob ng isang saradong spherical surface, ang halaga ng flux sa sphere ay hindi nakadepende sa diyametro o radius ng sphere. Ang halaga ng flux ay 4πk na pinarami ng kabuuang karga ng kuryente sa loob ng sphere o 1/ε o na pinarami ng kabuuang karga ng kuryente sa loob ng sphere.

Yunit ng Elektrisidad na Flux

Ang pangunahing pormula para sa flux ay Φ = EA, kung saan ang E ay ang lakas ng electric field at ang A ay ang surface area. Ang yunit ng electric field ay Newton per Coulomb (N/C) at ang yunit ng surface area ay ang square meter (m² ) kaya ang yunit ng flux ay Newton square meter per Coulomb (Nm² / C).

 

Mag-iwan ng komento