Visi medžiagos susideda iš atomų, kuriuose yra subatominių dalelių, tokių kaip elektronai, protonai ir neutronai. Šios subatominės dalelės taip pat žinomos kaip įkrautos dalelės. Elektronai turi neigiamą krūvį, o protonai - teigiamai. Jei atome yra daug elektronų, palyginti su protonų skaičiumi, sakoma, kad jis yra neigiamai įkrautas. Jei atome yra daug protonų, palyginti su elektronų skaičiumi, sakoma, kad jis yra teigiamai įkrautas. Kiekvienas elektros krūvis turi elektrinį lauką. Viena iš elektrinio krūvio savybių yra elektrinio lauko intensyvumas.

Kas yra elektrinio lauko intensyvumas?

Apibrėžimas: Elektrinį krūvį perneša atomo subatominės dalelės, tokios kaip elektronai ir fotonai. Elektrono krūvis yra apie 1,602 × 10^-19kulonkos. Kiekviena įkrauta dalelė sukuria aplink ją erdvę, kurioje juntamas jos elektrinės jėgos poveikis. Ši erdvė aplink įkrautas daleles yra žinoma kaip Elektrinis laukas “. Kai vieneto bandymas mokestis yra šiame elektriniame lauke, jis patirs šaltinio dalelės skleidžiamą jėgą. Jėgos, kurią patiria dalelė įkrauta dalelė, patekusi į elektrinį lauką, žinomas kaip elektrinio lauko intensyvumas.

Elektrinio lauko intensyvumas yra vektorinis dydis. Jis turi ir dydį, ir kryptį. Bandomasis krūvis, veikiamas šaltinio įkrovos elektrinio lauko, patirs jėgą, net jei jis yra ramybės būsenoje. Elektrinio lauko stipris nepriklauso nuo masės ir greitis bandomosios įkrovos dalelės. Tai priklauso tik nuo krūvio, esančio bandomojoje krūvio dalelėje, kiekio. Bandomasis krūvis gali būti teigiamai įkrauta arba neigiamai įkrauta dalelė.

Elektrinio lauko kryptį lemia bandymo krūvio dalelės krūvis. Norint nustatyti elektrinio lauko intensyvumo kryptį, bandomasis krūvis laikomas teigiamu krūviu. Taigi, įvedus teigiamą bandymo krūvio dalelę į šį elektrinį lauką, ji patirs atstūmimo jėgą. Taigi elektrinio lauko stipris bus nukreiptas tolyn nuo krūvio. Jei neigiamai įkrautas bandomasis krūvis, elektrinio lauko stiprumo jėgos kryptis bus nukreipta į šaltinio įkrovos dalelę.

Elektrinio lauko intensyvumo formulė

Panagrinėkime įkrautą dalelę su įkrova „Q“. Ši įkrauta dalelė sukuria aplink ją elektrinį lauką. Kadangi ši įkrauta dalelė yra elektrinio lauko šaltinis, ji vadinama šaltinio įkrova. Elektrinio lauko stiprį, kurį sukuria šaltinio krūvis, galima apskaičiuoti įdėjus į jo elektrinį lauką kitą krūvį. Ši išorinio krūvio dalelė, naudojama elektrinio lauko stiprumui matuoti, vadinama bandomuoju krūviu. Tegul bandymo krūvio krūvis yra „q“.

Elektrinio lauko intensyvumas

Kai į elektrinį lauką bus įdėtas bandomasis krūvis, jis patirs arba patrauklią elektros jėgą, arba atstumiantį elektros šaltinį. Tegul jėga žymima „F“. Dabar elektrinio lauko stiprumo dydį galima apibrėžti kaip „bandymo krūvio jėgą vienam įkrovimui“. Taigi elektrinio lauko intensyvumas ‘E’ nurodomas kaip

E = F / q —— Eqn1

Čia laikomas bandomosios krūvio dalelės krūvis, o ne šaltinio krūvio dalelės krūvis. Vertinant SI vienetais, elektrinio lauko intensyvumo vienetai yra Niutonas kulonams. Elektrinio lauko intensyvumas nepriklauso nuo bandymo krūvio dalelės krūvio dydžio. Jis matuojamas vienodai visame šaltinio krūvyje, neatsižvelgiant į bandomosios krūvio dalelės krūvį.

Iš Kulono dėsnio

Elektrinio lauko intensyvumas taip pat žinomas kaip elektrinio lauko stipris. Elektrinio lauko stiprumo formulę taip pat galima išvesti iš Kulono dėsnio. Šis dėsnis suteikia santykį tarp dalelių krūvių ir atstumo tarp jų. Čia du krūviai yra „q“ ir „Q“. Taigi elektrinė jėga „F“ pateikiama kaip

“pirmosios eilės aktyvus žemo dažnio filtras ”

F = k.q.Q / d^du

kur k yra proporcingumo konstanta, o d - atstumas tarp krūvių. Kai ši lygtis pakeičia jėgą 1 lygtyje, elektrinio lauko intensyvumo formulė gaunama kaip

E = k. Q / d^du

Pirmiau pateikta lygtis rodo, kad elektrinio lauko intensyvumas priklauso nuo dviejų veiksnių - šaltinio krūvio „Q“ krūvio ir atstumo tarp šaltinio krūvio ir bandymo krūvio.

Taigi krūvio elektrinio lauko intensyvumas priklauso nuo vietos. Jis yra atvirkščiai proporcingas atstumo tarp šaltinio įkrovos ir bandymo įkrovos kvadratui. Didėjant atstumui elektrinio lauko stiprumo dydis arba elektrinio lauko intensyvumas mažėja.

Elektrinio lauko intensyvumo skaičiavimai

Iš elektrinio lauko intensyvumo formulės buvo nustatyta, kad

Jis yra atvirkščiai proporcingas atstumui tarp šaltinio ir bandymo krūvių.
Tiesiogiai proporcingas šaltinio mokesčio krūviui „Q“.
Nepriklauso nuo bandymo krūvio „q“ krūvio.

Kai šios sąlygos taikomos atvirkštinio kvadrato dėsniui, nurodomas santykis tarp elektrinio lauko stiprumo (E1) atstumu d1 ir elektrinio lauko intensyvumo (E2) atstumu (d2).

E1 / E2 = d^du1 / d^dudu

Taigi, padidinus atstumą koeficientu 2, elektrinio lauko intensyvumas sumažės 4 kartus.

Apskaičiuokite elektrinio lauko stiprį, veikiantį dalelę, kurios krūvis -1,6 × 10^-19C, kai elektros jėga yra 5,6 × 10^-penkiolikaN.

Čia pateikiama jėga F ir krūvis ‘q’. Tada elektrinio lauko stipris E apskaičiuojamas taip E = F / q

taigi, E = 5,6 × 10^-penkiolika/-1,6x10^-19= -3,5 × 10⁴N / C

Jėgos (niutonas) matmenų formulė vienetui kg.m / s^duyra MLT^-2. Kulono matavimo formulė ampere-sek yra AT. Taigi elektrinio lauko stiprumo matmenų formulė yra MLT^-3Į^-1.

DUK

1). Kaip apibrėžiamas elektrinis laukas?

Elektrinis laukas apibrėžiamas kaip jėga, tenkanti įkrovos vienetui.

2). Kokia proporcingumo konstantos „k“ vertė?

Kulonso dėsnyje proporcingumo konstantos „k“ vertė yra 9,0 × 10⁹N.m^du/ C^du.

“bendras režimas atmetimo koeficientas op stiprintuvas ”

3). Ar elektrinio lauko stipris priklauso nuo bandymo krūvio kiekio?

Ne, elektrinio lauko stipris nepriklauso nuo kiekio „q“. Pagal kulonso dėsnį, didėjant krūviui, elektrinė jėga taip pat didėja tuo pačiu koeficientu. Taigi šie du pakeitimai panaikina vienas kitą. Tai galima suprasti pagal elektrinio lauko stiprumo formulę E = F / q.

4). Kokia yra elektrinio lauko stiprumo kryptis, kai naudojama teigiamai įkrauta bandymo dalelė?

Naudojant teigiamo krūvio dalelę, elektrinio lauko intensyvumo vektorius visada bus nukreiptas nuo teigiamai įkrautų objektų. Kadangi tiek šaltinio, tiek bandomasis krūvis yra teigiamo krūvio, jie atstumia vienas kitą. Tai yra atvirkščiai, kai neigiamai įkraunamos dalelės.

Taigi viskas tampa sunku, kai taškinis mokestis yra paveiktas daugelio šaltinio mokesčių. Iš pradžių čia elektrinis laukas apskaičiuojamas atskirų šaltinių mokesčių stiprumas. Tada visų šių intensyvumų vektorinė suma suteikia gaunamą lauko stiprį tuo taškiniu krūviu. Kokia yra elektrinio lauko stiprumo kryptis, kai bandymo krūvis yra neigiamas?