- Co je to elektrické pole?
- Historie elektrického pole
- Jednotky elektrického pole
- Vzorec elektrického pole
- Intenzita elektrického pole
- Příklad elektrického pole
Vysvětlíme, co je elektrické pole, historii jeho objevu, jak se měří jeho intenzita a jaký je jeho vzorec.
Co je to elektrické pole?
Elektrické pole je fyzikální pole resp kraj prostoru, který interaguje s elektrickými náboji nebo tělesy nabitými elektrickou silou. Jeho reprezentace pomocí aModelka popisuje způsob, jakým s ním interagují různá tělesa a systémy elektrické povahy.
Fyzikálně řečeno, je to vektorové pole, ve kterém a elektrický náboj Daná (q) trpí účinky elektrické síly (F).
Tato elektrická pole mohou být důsledkem přítomnosti elektrických nábojů nebo magnetické pole proměnné, jak prokázaly experimenty britských vědců Michela Faradaye a Jamese C. Maxwella.
Z tohoto důvodu jsou elektrická pole v současné fyzikální perspektivě považována za elektromagnetická pole vedle magnetických polí.
Elektrické pole je tedy ta oblast prostoru, která byla modifikována přítomností elektrického náboje. Je-li tento náboj kladný, generuje elektrické siločáry, které „stoupají“ v náboji a rozšiřují se směrem ven v radiálním směru. Pokud je na druhé straně náboj záporný, siločáry na náboji "umřou". Pokud se náboj přiblíží k oblasti prostoru, kde existuje elektrické pole, zažije elektrickou sílu s a adresa a význam.
Historie elektrického pole
Pojem elektrického pole byl poprvé navržen Michelem Faradayem, vznikl z potřeby vysvětlit působení elektrických sil na dálku. Tento jev byl klíčový v jeho demonstraci elektromagnetické indukce v roce 1831, čímž ověřil vazby mezi nimi magnetismus Yelektřina.
Pozdějším příspěvkem k elektrickému poli byl příspěvek Jamese Maxwella, jehož rovnice popisovaly různé aspekty elektrické dynamiky těchto polí, zejména v jejich Teorie dynamického elektromagnetického pole.
Jednotky elektrického pole
Elektrická pole nejsou přímo měřitelná žádným typem zařízení. Je však možné pozorovat jeho vliv na zátěž nacházející se v jeho blízkosti, to znamená, že je možné měřit platnost působící na zátěž (intenzitu). K tomu slouží newton / coulomb (N / C).
Vzorec elektrického pole
Rovnice, která dává elektrické pole E do vztahu se silou, kterou působí na náboj q, je dána následující rovnicí:
F = qE
Kde F je elektrická síla, která působí na elektrický náboj q zavedený do pole o intenzitě E. Všimněte si, že F i E jsou vektorové veličiny, které mají smysl a směr.
Odtud je možné postupovat matematicky začleněním Coulombova zákona a získat, že E = F / q = 1 / 4πϵ0 = (qi / r2) .ȓi, kde ȓi jsou jednotkové vektory, které označují směr čáry, která spojuje každý nabít qi každým nabitím q.
Intenzita elektrického pole
Intenzita elektrického pole je vektorová veličina, která představuje elektrickou sílu F působící na daný náboj v přesném množství Newton / Coulomb (N / C).Této velikosti se často říká jednoduše „elektrické pole“, protože nelze měřit pole samotné, ale jeho vliv na daný náboj.
K jejímu výpočtu se používá vzorec F = q.E s přihlédnutím k tomu, že pokud je náboj kladný (q> 0), bude mít elektrická síla stejné znaménko jako pole a q se bude pohybovat stejným směrem; zatímco pokud je náboj záporný (q <0), vše se stane obráceně.
Příklad elektrického pole
Jednoduchý příklad výpočtu intenzity elektrického pole je:
Zavedeme-li do elektrického pole, které působí silou 0,04 N, elektrický náboj 5 × 10-6 C, s jakou intenzitou toto pole působí?
Při použití vzorce E = F / q máme, že E = 0,04 N / 5 × 10-6 C = 8 000 N / C.