Sähkökenttä
Selitämme sinulle, mikä on sähkökenttä, sen löytämisen historia, kuinka sen voimakkuus mitataan ja mikä on sen kaava.
Mikä on sähkökenttä?
Sähkökenttä on fyysinen kenttä tai avaruusalue, joka on vuorovaikutuksessa sähkövoiman kanssa . Sen esittäminen mallin avulla kuvaa tapaa, jolla erilaiset sähköiset elimet ja järjestelmät ovat vuorovaikutuksessa sen kanssa.
Fyysisesti sanottuna se on vektorikenttä, jossa annettu sähkövaraus (q) kärsii sähkövoiman (F) vaikutuksista .
Nämä sähkökentät voivat olla seurausta sähkövarauksista tai muuttuvista magneettikentistä, kuten brittiläiset tutkijat Michel Faraday ja James C. ovat osoittaneet. Maxwell.
Tästä syystä sähkökenttiä pidetään nykyajan fyysisissä näkökulmista magneettikentien vieressä muodostaen sähkömagneettisia kenttiä.
Siten sähkökenttä on se avaruusalue, jota on muutettu sähkövarauksen läsnäololla. Jos otamme käyttöön toisen sähkövarauksen, se kokee täsmällisen ja merkityksellisen sähkövoiman. Tällä tavalla positiivinen sähkövaraus suuntaa sähkökentän ulospäin ja negatiivinen sähkövaraus sisäänpäin.
Katso myös: Sähkömagneettisuus
Sähkökentän historia
Sähkökentän käsitteen ehdotti ensin Michel Faraday, johtuen tarpeesta selittää etätehoisten sähkövoimien toiminta. Tämä ilmiö oli avain hänen osoittaessaan sähkömagneettista induktiota vuonna 1831, tarkistaen siten magneettisuuden ja sähkön väliset yhteydet .
Seuraava panos sähkökenttään oli James Maxwellin, jonka yhtälöt kuvasivat näiden kenttien sähköisen dynamiikan useita näkökohtia, etenkin hänen dynaamisessa kenttäteoriansa yhteydessä Sähkömagneettinen (1865).
Lisää: Faraday Law
Sähkökentän yksiköt
Sähkökentät eivät ole suoraan mitattavissa minkään tyyppisillä laitteilla. Mutta on mahdollista tarkkailla sen vaikutusta lähellä olevaan kuormaan (intensiteetti). Newton / coulomb (N / C) käytetään tähän.
Sähkökentän kaava
Sähkökenttien matemaattinen perusmuoto on
F = qE
Missä F on kentälle johdettuun sähkövaraukseen vaikuttava sähkövoima, intensiteetti E. Huomaa, että sekä F että E ovat vektorin suuruuksia, joilla on merkitys ja suunta.
Sieltä on mahdollista edetä matemaattisesti sisällyttämällä Coulombin laki, jolloin saadaan E = F / q = 1 / 4πϵ 0 = (q i / r 2 ) .ȓ i, missä where i ovat yksikkövektorit, jotka merkitsevät kutakin kuormaa q i jokaisella kuormalla q yhdistävän linjan suunta.
Sähkökentän voimakkuus
Sähkökentän intensiteetti on vektorin suuruus, joka edustaa määrättyyn varaukseen vaikuttavaa sähkövoimaa F tarkalla määrällä Newton / Coulomb (N / C). Tätä suuruutta kutsutaan yleensä yksinkertaisesti "sähkökentäksi", koska itse kenttää ei voida mitata, vaan sen vaikutusta annettuun varaukseen.
Sen laskemiseksi käytetään kaavaa F = qE ottaen huomioon, että jos varaus on positiivinen (q> 0), sähkövoimalla on sama merkki kuin kentällä ja q liikkuu samaan suuntaan; kun taas varaus on negatiivinen (q <0), kaikki tapahtuu päinvastoin.
Esimerkki sähkökentästä
Yksinkertainen esimerkki sähkökentän intensiteetin laskemisesta on:
Jos lisäämme 5 × 10 -6 C: n sähkövarauksen sähkökenttään, joka toimii 0, 04 N voimalla, kuinka vahva tämä kenttä on?
Sovellettaessa kaavaa E = F / q, meillä on, että E = 0m04 N / 5 × 10 -6 C = 8 000 N / C.
Jatka kohdasta: Sähkövirta
