- Hva er et elektrisk felt?
- Historien om det elektriske feltet
- Enheter for elektrisk felt
- Formel for elektrisk felt
- Elektrisk feltintensitet
- Eksempel på elektrisk felt
Vi forklarer hva et elektrisk felt er, historien til dets oppdagelse, hvordan dets intensitet måles og hva formelen er.
Hva er et elektrisk felt?
Et elektrisk felt er et fysisk felt eller region av rom som samhandler med elektriske ladninger eller kropper ladet av en elektrisk kraft. Hans representasjon ved hjelp av enmodell beskriver måten forskjellige kropper og systemer av elektrisk natur samhandler med den.
Uttrykt i fysiske termer er det et vektorfelt der en elektrisk ladning En gitt (q) lider under effekten av en elektrisk kraft (F).
Disse elektriske feltene kan være konsekvensen av tilstedeværelsen av elektriske ladninger, eller av magnetiske felt variabler, som demonstrert av eksperimentene til de britiske vitenskapsmennene Michel Faraday og James C. Maxwell.
Av den grunn betraktes elektriske felt, i moderne fysiske perspektiver, sammen med magnetiske felt for å danne elektromagnetiske felt.
Dermed er et elektrisk felt det området i rommet som har blitt modifisert av tilstedeværelsen av en elektrisk ladning. Hvis denne ladningen er positiv, genererer den elektriske feltlinjer som "stiger" i ladningen og strekker seg utover i radiell retning. Hvis ladningen derimot er negativ, "dør" feltlinjene på ladningen. Hvis en ladning nærmer seg området i rommet der det eksisterer et elektrisk felt, vil den oppleve en elektrisk kraft med a adresse og mening.
Historien om det elektriske feltet
Konseptet med elektrisk felt ble foreslått for første gang av Michel Faraday, som følge av behovet for å forklare virkningen av elektriske krefter på avstand. Dette fenomenet var nøkkelen i hans demonstrasjon av elektromagnetisk induksjon i 1831, og bekreftet dermed koblingene mellom magnetisme Yelektrisitet.
Et senere bidrag til det elektriske feltet var det fra James Maxwell, hvis ligninger beskrev flere aspekter ved den elektriske dynamikken til disse feltene, spesielt i deres Dynamisk elektromagnetisk feltteori.
Enheter for elektrisk felt
Elektriske felt er ikke direkte målbare, med alle typer enheter. Men det er mulig å observere dens effekt på en last som ligger i nærheten, det vil si at det er mulig å måle makt virker på belastningen (intensitet). Newton / coulomb (N / C) brukes til dette.
Formel for elektrisk felt
Ligningen som forbinder et elektrisk felt E med kraften det utøver på en ladning q er gitt av følgende ligning:
F = qE
Hvor F er den elektriske kraften som virker på den elektriske ladningen q introdusert i feltet med en intensitet E. Legg merke til at både F og E er vektorstørrelser, utstyrt med sans og retning.
Derfra er det mulig å avansere matematisk ved å inkorporere Coulombs lov, og oppnå at E = F / q = 1 / 4πϵ0 = (qi / r2) .ȓi, hvor ȓi er enhetsvektorene som markerer retningen til linjen som forener hver lad qi med hver ladning q.
Elektrisk feltintensitet
Intensiteten til det elektriske feltet er en vektormengde som representerer den elektriske kraften F som virker på en gitt ladning i en nøyaktig mengde Newton/Coulomb (N/C).Denne størrelsen kalles ofte ganske enkelt "elektrisk felt", fordi feltet i seg selv ikke kan måles, men dets effekt på en gitt ladning.
For å beregne det, brukes formelen F = q.E, og tar i betraktning at hvis ladningen er positiv (q> 0), vil den elektriske kraften ha samme fortegn som feltet og q vil bevege seg i samme retning; mens hvis ladningen er negativ (q <0), vil alt skje omvendt.
Eksempel på elektrisk felt
Et enkelt eksempel på beregning av intensiteten til et elektrisk felt er:
Hvis vi introduserer en elektrisk ladning på 5 × 10-6 C i et elektrisk felt som virker med en kraft på 0,04 N, med hvilken intensitet virker dette feltet?
Ved å bruke formelen E = F / q, har vi at E = 0,04 N / 5 × 10-6 C = 8000 N / C.